Выявлен оптимальный состав материала для антенн 5G-связи — Naked Science
НИТУ «МИСиС»

Выявлен оптимальный состав материала для антенн 5G-связи

4.5

Ученые НИТУ «МИСиС» совместно с коллегами из Египта, Бразилии и Индии выявили оптимальный состав композита для использования в микроволновых диапазонах. Материал особенно перспективен для уменьшения электрических потерь в антеннах 5G-связи.

Выявлен оптимальный состав материала для антенн 5G-связи / ©ashik.pw

Статья о разработке опубликована в Nanomaterials. Композиционные материалы представляют интерес для исследователей со всего мира, в первую очередь благодаря проявлению новых свойств, нехарактерных для частей композита по отдельности. Материаловеды называют это нарушением принципа аддитивности.

Кроме того, зачастую композиты более технологически выгодны – они позволяют тратить меньше материалов, упрощать конструкции девайсов и так далее. Для достижения такой выгоды ученые проводят систематические эксперименты с различными модификациями материалов – теоретическое моделирование не всегда совпадает с практическими результатами.

Ученые НИТУ «МИСиС» совместно с коллегами из Египта (Университет Танта), Бразилии (Федеральный университет в Сеаре) и Индии (Университет Гуджарат, Профессиональный университет Лавли) занимаются исследованием композиционных материалов на основе функциональных магнитных оксидов ионов железа (ферритов). Среди последних достижений – выявление оптимального состава композита из порошкообразного феррита и эпоксидной смолы для применения в устройствах микроволнового диапазона – для радиолокации, линий связи, спутниковых систем.

Частицы нанопорошка феррита. Просвечивающая электронная микроскопия. Средний диаметр частиц – около 80 нанометров / ©www.mdpi.com

«Такие материалы интересны с точки зрения возможности управления магнитными, электрическими и микроволновыми характеристиками, – комментирует один из авторов работы, научный сотрудник НИТУ «МИСиС» и Национальной академии наук Беларуси, кандидат физико-математических наук Алексей Труханов.

– В данной работе основной задачей было обнаружение корреляции между составом эпоксидно-ферритового композита и электрическими свойствами композита. То есть, мы проверяли, как процентное соотношение компонентов повлияет на электрические характеристики материала в широком диапазоне частот и внешних температур».

Корреляция теоретических и экспериментальных данных частотной дисперсии диэлектрической проницаемости композиционных материалов на основе ферритов. Кривые моделирования, рассчитанные в разных приближениях для образца с 20% феррита + 80% эпоксидной смолы (а), 30% феррита + 70% эпоксидной смолы (b), 40% феррита + 60% эпоксидной смолы (c), 50% феррита + 50 % эпоксидной смолы (d) при комнатной температуре / ©www.mdpi.com

Были исследованы составы с содержанием феррита в 20, 30, 40 и 50%. При этом физические показатели составов с содержанием феррита 30% и ниже совпадали с результатами теоретического моделирования, тогда как в случае с >30% – различались. Замеры проводились на частотах до 1 МГц и при различных температурах, от 30 до 100 градусов Цельсия. В целом, из рассмотренных композитов наилучшие электрические характеристики показали именно составы с 20%-м и 30%-м содержанием порошка.

По словам ученых, благодаря продемонстрированным диэлектрическим свойствам, такие композиты могут найти свое применения в современной микроволновой электронике. Работа выполнена в рамках гранта Российского научного фонда «Разработка и исследование новых композиционных материалов «полимер/наноуглерод/феррит» для развития 5G-технологий». 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС» — российский технический университет; первый вуз в стране, получивший статус «Национального исследовательского технологического университета», лучший вуз России 2019 года по версии Forbes Россия. Сегодня в состав НИТУ «МИСиС» входят 9 институтов и 6 филиалов, 4 из которых работают в России и 2 за рубежом.
Вчера, 14:06
Мария Азарова

Член Северо-Западной организации Федерации космонавтики России Александр Хохлов рассказал о проблемах, сопровождающих модуль «Наука» на пути к МКС, и объяснил, почему на долгожданную стыковку будет всего одна попытка.

Позавчера, 21:44
Василий Парфенов

Винтокрылый дрон Ingenuity продолжает демонстрировать свою исключительную пользу в качестве инструмента для изучения Марса. Он совершил уже десятый полет, преодолев в сумме 1838 метров, а также разогнался до рекордной скорости и поднялся на впечатляющую высоту.

Вчера, 15:26
Василий Парфенов

Компания Microsoft несколько лет назад намеревалась не изменять номер своей основной операционной системы для компьютеров — «десятка» должна была остаться с нами надолго. Однако очередное крупное обновление, по мнению маркетологов, очевидно, оказалось достойно новой цифры в названии ОС. Windows 11 принесет пользователям не только новые функции, улучшения безопасности и быстродействия, а также измененный дизайн, но и лишится некоторых привычных элементов. Хотя если кто-то и расстроится из-за этого, то скучать будет лишь по парочке из них.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

25 июля
Мария Азарова

Ученые подтвердили связь между коронавирусной инфекцией и снижением когнитивных способностей на основе анализа данных более чем 81 тысячи человек.

Позавчера, 09:28
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: