• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
12.09.2023
ПНИПУ
1 171

В Пермском Политехе создали материал для защиты устройств от микроволнового излучения

4.4

Микроволновое или сверхвысокочастотное (СВЧ) излучение занимает большое место в современном мире. Электромагнитные волны позволяют нам пользоваться мобильными телефонами, интернетом, GPS-навигацией, микроволновыми печами, также они широко используются в радиолокации и радионавигации. Под действием СВЧ-излучения молекулы двигаются с высокой частотой, при этом выделяется тепловая энергия, с помощью которой можно, например, разогревать пищу в микроволновке. Однако большое поглощение тепловой энергии может разрушительно повлиять на электронные устройства и живые организмы. Установлено, что некоторое облучение полимерных материалов повышает их долговечность. В связи с этим актуально использование полимеров при разработке композитов для защиты электронных устройств и живых организмов от микроволнового излучения. Ученые Пермского Политеха выяснили, как сверхвысокочастотное излучение влияет на деформационные и прочностные характеристики полимерного связующего на основе каучука.

Каучук
Каучук / © Getty images / Автор: Ptolemocratia Acerronius

Статья с результатами опубликована в журнале «Все материалы. Энциклопедический справочник». Исследования проведены при финансовой поддержке Пермского края в виде гранта по проекту: «Модели, методы и цифровые технологии для создания функциональных композиционных и полимерных материалов с помощью их обработки концентрированными потоками гамма-квантов в различных газовых средах».

Сегодня полимеры в различных технических устройствах могут подвергаться воздействию электромагнитного излучения. В результате облучения структура полимеров может существенно меняться, что приводит к изменениям их физико-механических свойств. В ряде случаев обработка полимеров электромагнитным полем снижает жесткость материала, при этом понижается уровень развивающихся при деформациях напряжений, что повышает долговечность полимеров.

Композиции на основе низкомолекулярного жидкого каучука являются наиболее удобными для изготовления полимерных композитов из-за его низкой вязкости и малой чувствительности системы отверждения к влаге. Каучук – это полимер искусственного и природного происхождения, из которого, в основном производят резину. Материал характеризуется водонепроницаемостью, эластичностью, гидроизоляционными свойствами. Однако разработка композитов на основе каучука с функцией защиты от СВЧ-излучения затруднена из-за отсутствия данных по влиянию облучения на весь комплекс физико-механических свойств этого материала. Ученые Пермского Политеха закрыли этот пробел.

На основе жидкого каучука исследователи создали твердые, неплавкие, нерастворимые образцы в лабораторных условиях. Их испытывали с определением прочности на разрыв и относительной деформации при разрыве. Измерения проводили при температурах 223, 293 и 323 Кельвин. В качестве источника СВЧ-излучения политехники использовали СВЧ-генератор с частотой излучения 2,45 ГГц и мощностью 700 Вт.

Образцы для воздействия излучения помещали в герметичный контейнер из пенопласта, который располагали непосредственно на срезе рупорной антенны генератора. При подготовке к процессу ученые поделили образцы на партии, время облучения которых различалось (300, 600, 900 и 1200 секунд). Основной величиной воздействия СВЧ-излучения на материалы является плотность тепловой энергии, поглощенной материалом. Поэтому после облучения партия образцов остывала в естественных условиях и ученые проводили на них измерения плотности тепловой энергии.

«Результаты показали, что при температуре исследования 223К увеличение времени воздействия СВЧ-излучения на исследуемый материал приводит к возрастанию относительной деформации при разрыве и совсем незначительное уменьшение прочности. Так при времени воздействия в 600 секунд относительная деформация увеличивается до 500 процентов, при этом прочность снижается незначительно.

При воздействии в 900 секунд уровень относительной деформации увеличивается до 585 процентов, а прочность увеличивается до 14 МПа. Увеличение времени до 1200 секунд приводит к дальнейшему повышению указанной деформации до 600 процентов с некоторым падением прочности до 11,3 МПа. Для других температур последовательное повышение уровня относительной деформации при разрыве не так очевидно», – рассказывает доцент кафедры «Прикладная физика» Пермского Политеха, кандидат физико-математических наук Эргаш Нуруллаев.

Ученые отмечают, что исследованный эффект СВЧ-облучения на физико-механические свойства исследованного связующего становится значимым только по достижению 1200 секунд облучения. Полученные результаты подтверждают эффективность использования связующих на основе каучука в качестве полимерной основы композитов для защиты от СВЧ-излучения. Изученный учеными материал сможет применяться в электронных устройствах для их защиты от микроволнового излучения малой и средней мощности. Например, такое связующее может быть использовано для создания защитных экранов на гаджеты, компьютеры и телевизоры, которые могут снизить влияние электромагнитного излучения на человека. 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Пермский национальный исследовательский политехнический университет (национальный исследовательский, прошлые названия: Пермский политехнический институт, Пермский государственный технический университет) — технический ВУЗ Российской Федерации. Основан в 1960 году как Пермский политехнический институт (ППИ), в результате объединения Пермского горного института (организованного в 1953 году) с Вечерним машиностроительным институтом. В 1992 году ППИ в числе первых политехнических вузов России получил статус технического университета.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Позавчера, 14:24
Игорь Байдов

Команда китайских инженеров разработала модель магнитоэлектрического генератора, способного эффективно преобразовывать энергию падающих капель в электричество. Устройство может быть полезно для районов с повышенной сезонной влажностью. Разработка ученых в теории выглядит перспективно, но вызывает некоторые вопросы. В частности, пока не ясно, можно ли найти ей практическое применение.

2 часа назад
Полина Меньшова

Сидячий образ жизни часто называют «новым курением», поскольку отсутствие физической активности и работа в неудобных позах приводит к большому количеству проблем со здоровьем. В связи с этим появился тренд на столы для работы стоя. Исследователи из США изучили разные типы рабочих мест и оценили их эффективность — как для здоровья сотрудников, так и для производительности.

Вчера, 19:04
Александр Березин

По уточненным данным, для свода Международной космической станции с орбиты компания Илона Маска использует сильно измененный грузовой корабль, имеющий рекордно большое количество двигателей (больше, чем у любого другого корабля в истории). Однако это не будет Starship, хотя для него такая задача в теории была бы проще.

15 июля
Александр Березин

Авторы нового исследования впервые показали, что круглые провалы в лунной поверхности не просто близки к многокилометровым пещерам на естественном спутнике Земли, но и располагают тоннелями, ведущими в глубину.

16 июля
Александр Березин

Традиционное представление о роли человека в земных экосистемах известно: он нарушает их нормальную работу и снижает биоразнообразие. Однако первая попытка изучить следы пыльцы за последние 12 тысяч лет принесла скорее противоположные данные — как минимум для континентов, полностью расположенных в Северном полушарии.

13 июля
Татьяна

Все клеточные организмы ученые ведут от гипотетического предка — LUCA. Существует масса предположений и расчетов о том, как он был устроен, где и когда возник. В новой работе исследователи из Великобритании попытались ответить на эти вопросы.

25 июня
Игорь Байдов

Ученые из Китая и Бельгии воссоздали в лаборатории условия, существовавшие на Меркурии четыре миллиарда лет назад, и выяснили, что они были идеальными для образования слоя алмазов, который с течением времени становился лишь толще.

21 июня
Nadya

Земля начала формироваться примерно 4,5 миллиарда лет назад. Чтобы понять, как это происходило в ранние периоды развития нашей планеты, ученые ищут образцы древних горных пород. Одну из таких, возрастом почти 3,5 миллиарда лет, обнаружили рядом с городом Колли в Австралии.

1 июля
Александр Березин

Необычный биологический вид, по оценке авторов новой научной работы, пригоден для заселения четвертой планеты без каких-либо предварительных условий — уже в том виде, в котором он существует сейчас. Поскольку речь идет о фотосинтетическом организме, он способен нарабатывать существенное количество кислорода. Интересно, что кандидат на терраформирование Марса сохранил жизнеспособность после месяца в жидком азоте.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно