توسط مهندسان ایرانی تحقق یافت؛

ساخت پلیمری که از تداخل سیگنال محافظت می کند

مهندسان ایرانی دانشگاه کالیفرنیا، ریورساید، یک فیلم انعطاف پذیر را با استفاده از پرکننده نانو ماده شبه یک بعدی توصیف می کنند که ترکیبی از محافظ الکترومغناطیسی عالی با سهولت ساخت است.

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری از اردبیل و به نقل از فیز؛ از آنجا که دستگاه های الکترونیکی تمام گوشه و کنار زندگی عمومی و شخصی را اشباع می کنند، مهندسان در تلاشند مواد سبک، پایدار مکانیکی، انعطاف پذیر و به راحتی تولید شده را پیدا کنند که بتواند انسان را از اشعه الکترومغناطیسی بیش از حد محافظت کند و همچنین از تداخل دستگاه های الکترونیکی با یکدیگر جلوگیری کند.

مهندسان ایرانی دانشگاه کالیفرنیا، ریورساید، یک فیلم انعطاف پذیر را با استفاده از پرکننده نانو ماده شبه یک بعدی توصیف می کنند که ترکیبی از محافظ الکترومغناطیسی عالی با سهولت ساخت است.

Polymer film protects from electromagnetic radiation, signal interference

الکساندر  ای. بالاندین، نویسنده ارشد، استاد برجسته مهندسی برق و کامپیوتر در دانشکده مهندسی مارلان و Rosemary Bourns UC Riverside گفت: این فیلمهای جدید نویدبخش فناوریهای ارتباطی با فرکانس بالا هستند که به فیلمهای محافظ تداخل الکترومغناطیسی انعطاف پذیر، سبک، مقاوم در برابر خوردگی، ارزان و عایق الکتریکی امیدوار هستند آنها در حالیکه در اندازه گیری جریان مستقیم عایق الکتریکی هستند، به شدت با تابش فرکانس رادیویی با فرکانس بالا متصل می شوند.

تداخل الکترومغناطیسی یا EMI هنگامی رخ می دهد که سیگنال های دستگاه های الکترونیکی مختلف از یکدیگر عبور می کنند و بر عملکرد تأثیر می گذارند. سیگنال دریافت شده از تلفن همراه یا WiFi لپ تاپ یا حتی یک مخلوط کن آشپزخانه، ممکن است باعث شود که استاتیک روی صفحه تلویزیون ظاهر شود. به همین ترتیب، شرکت های هواپیمایی به مسافران دستور می دهند تلفن های همراه را هنگام فرود و برخاست خاموش کنند زیرا سیگنال های آنها می تواند سیگنال های ناوبری را مختل کند.

مدتها پیش مهندسین آموخته بودند که هر وسیله الکتریکی احتمالاً می تواند بر عملکرد دستگاه نزدیک تأثیر بگذارد و مواد را برای محافظت از الکترونیک در برابر سیگنالهای مزاحم تولید کردند. اما اکنون که وسایل الکترونیکی در همه جا، کوچک، متصل بی سیم و حیاتی برای خدمات ضروری بی شماری حیاتی شده اند، فرصت ها و خطرات ناشی از سوI عملکرد EMI بسیار زیاد شده و مواد محافظ معمولی EMI اغلب ناکافی هستند. وسایل الکترونیکی بیشتر بدان معناست که انسان ها نیز نسبت به گذشته در معرض تابش الکترومغناطیسی بیشتری قرار دارند. برای نسل بعدی الکترونیک به مواد محافظ جدید نیاز خواهد بود.

Polymer film protects from electromagnetic radiation, signal interference

بالاندین تیمی را هدایت کرد که سنتز مقیاس پذیر کامپوزیت ها را با پرکننده های غیرمعمول توسعه داد - بسته های لایه برداری شیمیایی مواد شبه یک بعدی ون در والس. این کامپوزیت ها مواد محافظتی استثنایی EMI را در محدوده فرکانس گیگا هرتز و زیر تراهرتز نشان دادند که برای فناوری های ارتباطی فعلی و آینده مهم است، در حالی که عایق الکتریکی باقی مانده است.

گرافن معروف ترین ماده وندروالس است. دو بعدی است زیرا صفحه ای از اتم های شدیداً پیوند یافته است. بسیاری از صفحات گرافن که توسط نیروهای ون در والس ضعیف جفت شده اند، یک کریستال گرافیتی فله را تشکیل می دهند. برای سالهای متمادی، تحقیقات به طور خاص بر روی مواد لایه ای واندر والس دو بعدی متمرکز شده بود که به لایه های اتم لایه برداری می کنند.

مواد یک بعدی وندروالس متشکل از زنجیرهای اتمی کاملاً پیوند خورده است، و نه صفحاتی که توسط نیروهای ون در والس ضعیف متصل می شوند. چنین موادی به جای صفحه های دو بعدی در سوزن مانند ساختارهای "یک بعدی" لایه برداری می کنند.

گروه بالاندین مطالعات پیشگامانه ای را در مورد فلزات یک بعدی نشان داد که خصوصیات غیرمعمول آنها را نشان می دهد. در مقاله جدید، گروه بالاندین با استفاده از یک فرآیند شیمیایی گزارش می دهد که می تواند برای تولید انبوه این مواد یک بعدی افزایش یابد.

دانشجوی دکترا زهرا بارانی و فریبرز کارگر، استاد تحقیق و دانشمند پروژه با مواد مهندسی بهینه شده Phonon یا مرکز POEM بالاندین، کامپوزیت های منحصر به فرد را با تیمار فلز انتقالی trichalcogenides یا TaSe3، یک ماده لایه لایه ون در والس با ساختار کریستال شبه یک بعدی، با مواد شیمیایی که باعث سوزن انداختن آن می شود، حداکثر 106 پوند - نسبت به ضخامت طولانی تر تولید کردند. در تحقیقات قبلی، این گروه کشف کرد که بسته های اتمی شبه 1D TaSe3 می توانند چگالی جریان بالا را پشتیبانی کنند.

Zahra Barani fabricating 1D TaSe3 nanomaterials

زهرا بارانی، اولین نویسنده این مطالعه گفت: هیچ دستورالعمل استانداردی برای لایه برداری این مواد وجود نداشت. من آزمایش های خطا و آزمایش های زیادی انجام دادم، در حالی که انرژی تجزیه و سایر پارامترهای مهم را بررسی می کردم تا آنها را با عملکرد بالا لایه برداری کند. من می دانستم که مهم این است که بسته های بسته بندی با حداکثر نسبت ابعاد ممکن را بدست آورم، زیرا امواج EM با رشته های بلندتر و باریکتر بهتر می شوند. این نیاز به میکروسکوپ نوری و خصوصیات میکروسکوپ الکترونی روبشی پس از هر مرحله لایه برداری دارد.

محققان یک ماتریس ساخته شده از یک پلیمر خاص را با بسته های نرم افزاری TaSe3 پر کردند تا یک فیلم نازک و سیاه تولید کند. فیلم های ترکیبی سنتز شده، در حالی که عایق الکتریکی باقی مانده اند، عملکرد استثنایی را در مسدود کردن امواج الکترومغناطیسی نشان داده اند. کامپوزیت های پلیمری با بار کم پرکننده ها به ویژه موثر بودند.

کارگر گفت: اثر محافظتی الکترومغناطیسی کامپوزیت ها با نسبت ابعاد پرکننده ها ارتباط دارد. هرچه نسبت ابعاد بیشتر باشد، غلظت پرکننده مورد نیاز برای تأمین محافظ قابل توجه EM کمتر است.

وی در ادامه تصریح کرد: این مفید است، زیرا با کاهش محتوای پرکننده می توان از ویژگیهای ذاتی پلیمرها مانند وزن سبک و انعطاف پذیری بهره برد. در این رابطه، می توانم بگویم که این دسته از مواد استثنایی هستند، درصورتی که به درستی لایه برداری شوند و ضخامت و طول را کنترل کنند.

بارانی افزود: در پایان، من آنها را درست کردم، کامپوزیتی تهیه کردم و خصوصیات EMI را اندازه گیری کردم. نتایج بدون رسانایی الکتریکی شگفت آور بود اما بیش از 99.99٪ محافظ EMI برای فیلمهای ضخیم میکرومتر بود.

بالاندین گفت : پرکننده های فلزی شبه 1بعدی ون در والس می توانند ارزان و در مقادیر زیاد تولید شوند. تحقیق در مورد بسته های اتمی مواد شبه 1بعدی ون در والس به عنوان هادی های منفرد و کامپوزیت های دارای چنین مواد تازه آغاز شده است.

وی افزود: من اطمینان دارم که به زودی شاهد پیشرفتهای زیادی در مورد مواد شبه 1بعدی ون در والس خواهیم بود، همانطور که در مورد مواد شبه 2 بعدی اتفاق افتاد.

زهرا بارانی مدرک کارشناسی ارشد خود را در رشته مهندسی برق در مرکز مهندسی مواد بهینه سازی شده (POEM) پروفسور بالاندین (POEM) در دانشگاه کالیفرنیا - Riverside (UCR) تحقیقات تجربی انجام می دهد. وی در خصوصیات حرارتی مواد و همچنین طیف سنجی نوری Raman و Brillouin Mandelstam  تخصص دارد. تمرکز تحقیقات وی تولید و آزمایش مواد رابط حرارتی (TIM) با گرافن و سایر مواد پیشرفته برای بهبود کارایی حرارتی است.

فریبرز کارگر به ترتیب مدرک BS (2006) و MS (2009) خود را در رشته مهندسی مکانیک از دانشگاه علم و صنعت ایران (IUST) و دانشگاه صنعتی K. N. Toosi (KNTU) در تهران، ایران به دست آورد. در سال 2013، وی به عنوان یک دانشجوی تحصیلات تکمیلی به مرکز پروفسور Balandin's Phonon Optimized Engineered Materials (POEM) پیوست. وی دکترای خود را دریافت کرد. مدرک مهندسی برق در سال 2016. او در حال حاضر یک محقق فوق دکترا در مرکز POEM پروفسور بالاندین است.

زمینه های تخصص وی شامل طیف سنجی پراکندگی Brillouin Mandelstam (BMS)، طیف سنجی Raman، انتقال فونون و مگن و مواد رابط حرارتی است. وی مطالعات BMS را در پروژه های UCR’s Spins and Heat در مرکز سیستم های الکترونیکی مقیاس نانو (SHINES) انجام می دهد. از جمله افتخارات وی می توان به مهندسی برجسته مهندسی دین (2013) و جایزه بهترین پوستر در کنفرانس SHINES Center در Riverside (2016) اشاره کرد.

نتایج این مقاله در مجله  Advanced Materials منتشر شده است.

زمان انتشار: پنج شنبه ۷ اسفند ۱۳۹۹ - ۰۷:۵۰:۰۰

شناسه خبر: 94994

مطالب مرتبط :
کشف سیگنال هایی از تبدیل ماده تاریک به نور

کشف سیگنال هایی از تبدیل ماده تاریک به نور

چندین دهه مشاهدات نجومی، دانشمندان را به این نتیجه رسانده که جهان پر از ذرات عظیم و نامرئی است. این ماده ی "تاریک" نوری منتشر یا منعکس نمی کند، اما حضور آن را می توان از طریق اثرات گرانشی بسیار شدید بر ستاره ها و کهکشان ها مشخص کرد. اکنون ستاره شناسان، ستاره های نوترونی را برای یافتن سیگنال های آشکارساز یک ذره از ماده تاریک مطرح به نام انکسیون بررسی کرده اند.

۶۶۹۶۵

با استفاده از توان مهندسان ایرانی؛

دانش ساخت و تعمیر قطعات هواپیما در کشور پیشرفت داشته است

یک شرکت دانش بنیان با استفاده از توان و تجربه نیروهای بومی توانست به دانش ساخت و تعمیر تعدادی از قطعات موتور هواپیما، مطابق با استانداردهای سازمان هواپیمایی کشوری دست یابد.

دیدگاه ها و نظرات :
نام کامل وارد شود
دقیق و صحیح وارد شود
لطفا فارسی و خوانا باشد
captcha
ارسال
اشتراک گذاری مطالب