Новий композитний матеріал на основі бамбукового біовугілля
Дослідники з Аньхойського сільськогосподарського університету в Китаї розробили новий композитний матеріал на основі бамбукового біовугілля, який має підвищену міцність та в’язкість. Цей матеріал може бути використаний для захисту електронних пристроїв від електромагнітних перешкод. Процес створення композиту включав піроліз бамбука, обробку біовугілля короткими електричними імпульсами та використання хімічної речовини APTES для покращення зчеплення біовугілля з пластиком.
Результати дослідження
Результати дослідження показали значні поліпшення в механічних властивостях нового матеріалу. Міцність на розрив композиту зросла на 81% і досягла 25,5 мегапаскаля, а в’язкість збільшилася на 173% — до 2,68 мегаджоуля на кубічний метр. Здатність матеріалу розтягуватися до розриву також покращилася, зростаючи з 11,5% до 24,7%. Електропровідність композиту становила 12,8 сіменса на сантиметр, що є значним підвищенням у порівнянні з 1,7 сіменса на сантиметр у необробленому біовугіллі.
Важливою характеристикою нового композиту є його здатність блокувати електромагнітні перешкоди. Матеріал продемонстрував ефективність у діапазоні частот від 8,2 до 12,4 гігагерца, зі середнім показником екранування 36,7 децибела. У порівнянні, аналогічний композит без шаруватої структури показав результат екранування лише 7,5 децибела. Основна частина захисного ефекту забезпечувалася поглинанням електромагнітних хвиль — 30,8 децибела, тоді як відбиття електромагнітних хвиль становило 5,9 децибела.
Для виготовлення нового композитного матеріалу використовувалося біовугілля, отримане шляхом піролізу бамбука, що передбачає нагрівання в середовищі з обмеженою кількістю кисню. Після цього біовугілля обробляли електричними імпульсами, що дозволило змінити структуру вуглецю. Модифіковане біовугілля було розміщено між шарами двох біорозкладних пластиків — полілактиду (PLA) та полібутират-адипат-терефталату (PBAT). Цей новий композит відкриває нові перспективи для захисту електроніки та демонструє потенціал використання біовугілля в сучасних матеріалах.
Розробка нового композиту на основі бамбукового біовугілля може суттєво вплинути на індустрію електроніки, де захист від електромагнітних перешкод є важливим аспектом. Зростання міцності і в’язкості матеріалу робить його перспективним для використання в різних технологічних застосуваннях, включаючи виробництво смартфонів, комп’ютерів та інших електронних пристроїв. Впровадження екологічно чистих матеріалів, таких як бамбук, також відповідає сучасним трендам у сталому розвитку та екологічній свідомості. Таким чином, цей матеріал може стати важливим кроком у напрямку розробки нових технологій із збереженням навколишнього середовища.
Цікаво, що подібні інновації у матеріалознавстві не обмежуються лише Китаєм. Наприклад, в Японії також розробили унікальний пластик, який може перетворюватися на добриво. Цей матеріал демонструє нові можливості у використанні екологічних технологій для покращення якості життя та збереження навколишнього середовища.