Дослідники з Аньхойського сільськогосподарського університету в Китаї розробили композитний матеріал на основі бамбукового біовугілля, міцність якого на розрив зросла на 81%, а в’язкість — на 173%.
Про це пише видання Interesting Engineering.
Його також можна використовувати для захисту смартфонів та інших електронних пристроїв від електромагнітних перешкод.
Для створення матеріалу науковці використали біовугілля, яке отримують під час нагрівання бамбука в середовищі з обмеженою кількістю кисню. Цей процес називається піролізом. Дослідники додатково обробили частинки біовугілля короткими імпульсами електричної енергії, щоб змінити структуру вуглецю, а потім застосували хімічну речовину APTES для поліпшення зчеплення з пластиком.
Модифіковане біовугілля розмістили між шарами двох біорозкладних пластиків — полілактиду (PLA) та полібутират-адипат-терефталату (PBAT). Така структура створює шляхи, якими електромагнітні хвилі проходять крізь матеріал, втрачаючи енергію.
Лабораторні випробування показали покращення механічних властивостей композиту. Його міцність на розрив досягла 25,
5 мегапаскаля, що на 81% більше порівняно з початковим показником. В’язкість зросла на 173% — до 2,68 мегаджоуля на кубічний метр.
Здатність матеріалу розтягуватися до розриву також більш ніж подвоїлася: показник збільшився з 11,5% до 24,7%. Електропровідність композиту становила 12,8 сіменса на сантиметр проти 1,7 сіменса на сантиметр у матеріалу з необробленим біовугіллям.
Дослідники також перевірили здатність композиту блокувати електромагнітні перешкоди в діапазоні частот від 8,2 до 12,4 гігагерца. Середній показник екранування становив 36,7 децибела. Для порівняння, аналогічний композит без шаруватої структури з такою самою кількістю наповнювача показав результат 7,5 децибела.
Основна частина захисного ефекту забезпечувалася поглинанням електромагнітних хвиль, на яке припадало 30,8 децибела. Відбиття становило лише 5,9 децибела. На думку науковців, вуглецева структура та шари матеріалу змушують хвилі долати довший шлях усередині композиту, завдяки чому вони втрачають більше енергії.
Команда вважає, що розробка може стати основою для створення компонентів смартфонів, ноутбуків та інших електронних пристроїв, яким потрібен міцний захист від електромагнітних перешкод.
Читайте також:
