我國科研人員用秸稈、瓦楞紙製備高效電磁遮罩資料

20-08-21

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我國科研人員用秸稈、瓦楞紙製備高效電磁遮罩資料

隨著現代電子工業的快速發展,各種高集成和高功率無線通訊系統和電子器件數量急劇增加,導致電磁干擾和電磁污染問題日益突出,不僅在通信領域中對訊號的產生、傳播和接收造成了極大的影響,而且給人類社會的生產與生活,尤其是人類身體健康帶來了不容忽視的危害。聯合國人類環境會議早在1969年就將電磁輻射列為繼水、大氣、雜訊污染之後的第四大公害。電磁遮罩資料是一類能够通過吸收和反射等管道來衰减電磁波能量傳播以有效抑制電磁干擾和污染的功能資料。中國科學院寧波資料科技與工程研究所高分子事業部研究員鄭文革和副研究員沈斌一直致力於高效電磁遮罩資料的開發,前期已經在電磁遮罩資料的製備以及效能研究方面取得一系列進展。近期,該團隊又從“變廢為寶”和可持續發展的角度出發,利用生物質廢棄物或生活廢棄物來設計和製備了輕質高效電磁遮罩資料。每年夏收和秋冬之際,總有大量的小麥、玉米等秸稈在田間焚燒,產生了大量濃重的煙霧,不僅成為農村環境保護的瓶頸問題,甚至成為殃及城市環境的罪魁禍首。我國作為農業大國,每年可生成數億噸秸稈,成為“用處不大”但必須處理掉的“廢棄物”。農作物秸稈屬於農業生態系統中一種十分寶貴的生物質能資源。農作物秸稈資源的綜合利用對於促進農民增收、環境保護、資源節約以及農業經濟可持續發展意義重大。在該研究中,科研人員選用小麥秸稈作為碳源,通過直接碳化和有序組裝的管道設計和製備了新穎的中空多孔碳管陣列(SCAs)用於高效電磁遮罩(如圖1)。結果表明,外直徑為約1.7-3.3m、表觀密度僅為約72-33mg/cm3的SCAs展現出優异的電磁遮罩效能(約57.7-44dB),這主要依賴於資料對電磁波的强反射損耗、介電損耗以及在內部多層次泡孔結構中的多重反射損耗。進一步地,科研人員將氧化石墨烯氣凝膠構築在中空秸稈的空腔內,製備了具有石墨烯氣凝膠的多孔碳管陣列(GA/SCAs)複合材料。與純SCAs相比,GA/SCAs的密度僅略微增加到約78-39mg/cm3,而電磁遮罩效能則新增至約66.1-70.6dB。

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