Многофункциональные композиционные углесодержащие поглотители микроволнового и рентгеновского электромагнитного излучения

Представлены многофункциональные композиционные поглотители микроволнового и рентгеновского электромагнитного излучения, предложенные и разработанные авторами. По сравнению с аналогами данные поглотители содержат порошкообразный активированный уголь в качестве компонента, обеспечивающего поглощение энергии микроволнового электромагнитного излучения, и порошкообразный сульфат бария в качестве компонента, обеспечивающего поглощение энергии рентгеновского электромагнитного излучения. Такие поглотители являются трехслойными. Установлено, что значения коэффициента поглощения микроволнового электромагнитного излучения поглотителей, содержащих порошкообразный активированный березовый уголь, изменяются в пределах от 0,5 до 0,92 отн. ед. в полосах частот 3,5…7,0 ГГц, 10,8…14,2 ГГц, а значения коэффициента поглощения микроволнового электромагнитного излучения поглотителей, содержащих порошкообразный активированный кокосовый уголь, изменяются в указанных пределах в полосах частот 5,0…7,5 ГГц, 10,2…17,0 ГГц. Значения коэффициента ослабления рентгеновского излучения, обеспечиваемого поглотителями, изготовленными в соответствии с разработанной технологией, изменяются в пределах от 2,0 до 8,7 отн. ед. Данные поглотители могут быть использованы для покрытия стен помещений, где располагаются рентгеновские аппараты. При этом обеспечивается снижение степени влияния на эти аппараты и подключенные к ним средства вычислительной техники микроволнового электромагнитного излучения от внешних источников, а также снижение степени влияния рентгеновского излучения, генерируемого данными аппаратами, на приборы электронной техники и людей, которые находятся за пределами указанных помещений.

1. Zhan B, Hao Y, Qia X, Qu Y, Ding J, Yang J-l, et al. Multifunctional cellular carbon foams derived from chitosan toward self-cleaning, thermal insulation, and highly efficient microwave absorption properties. Nano Research. 2023. DOI:10.1007/s12274-023-6236-7

2. Gu W, Sheng J, Huang Q, Wang G, Chen J, Ji G. Environmentally friendly and multifunctional shaddock peel-based carbon aerogel for thermal-insulation and microwave absorption. Nano-Micro Letters. 2021;13(1). DOI:10.1007/s40820-021-00635-1

3. Yang C, Chen S, Niu S, Xiao L, Qu Y-c. Transparent broadband microwave metamaterial absorber with thermal insulating and soundproof. Optoelectronic Letters. 2021;17(2):85-89. DOI:10.1007/s11801-021-0023-8

4. Jiang C, Wang Y, Zhao Z, Ma Z, Liu Y. Multifunctional three-dimensional porous MOFs derived Fe/C/carbon foam for microwave absorption, thermal insulation and infrared stealth. Ceramics International. 2023;49(11):18861-18869. DOI:10.1016/j.ceramint.2023.03.008

5. Hong Z, Yu X, Xing Y, Xue M, Luo Y, Yin Z, et al. Tunable head-conducting microwave-absorbing multifunctional composites with excellent microwave absorption, thermal conductivity and mechanical properties. Journal of Composite Science. 2023;7(1):15. DOI:10.3390/jcs7010015

6. Fan B, Xing L, Yang K, Zhou F, He Q, Tong G, et al. Synergistically enhanced heat conductivity-microwave absorption capabilities of g-C3N4@Fe@C hollow micropolyhedra via interface and composition modulation. Chemical Engineering Journal. 2023;451:138492. DOI:10.1016/j.cej.2022.138492

7. Qu S, Sheng P. Microwave and acoustic absorption metamaterials. Physical Review Applied. 2022;17(4): 047001. DOI:10.1103/PhysRevApplied.17.047001

8. Wu S, Hou H, Xue X. Quad-band microwave absorbers based on MoO3–x@MWCNT with tunable morphologies for multifunctional multiband absorption. Carbon. 2023;201:1160-1173. DOI:10.1016/j.carbon.2022.10.012

9. Sun H, Zhang Y, Wu Y, Zhao Y, Zhou M, Liu L, et al. Broadband absorption of macro pyramid structure based flame retardant absorbers. Journal of Materials Science & Technology. 2022;128:228-238. DOI:10.1016/j.jmst.2022.04.030

10. Li D, Hu X, Gao B, Yin W-Y, Chen H, Qian H. Highly transparent tunable microwave perfect absorption for broadband microwave shielding. Progress in Electromagnetics Research. 2023;176:35-44. DOI:10.2528/PIER22101901

11. Li X, Zhu L, Kasuga T, Nogi M, Koga H. Frequency-tunable and absorption/transmission-switchable microwave absorber based on a chitin-nanofiber-derived elastic carbon aerogel. Chemical Engineering Journal. 2023;469:144010. DOI:10.1016/j.cej.2023.144010

12. Kang S, Qiao S, Cao Y, Hu Z, Li N, Yu J, et al. Multifunctional tubular carbon nanofibers/polyurethane electromagnetic wave absorber with room-temperature self-healing and recyclable performance. Nano Research. 2023;16:33-44. DOI:10.1007/s12274-022-4743-2

13. Boiprav OV, Belousova ES, Ahmetdinova ES, Bogush NV. Charcoal-containing building materials for electromagnetic radiation shielding. Magazine of Civil Engineering. 2023;117(1):11709. DOI:10.34910/MCE.117.9

14. Boiprav OV, Grinchik NN, Guzov VD, Penialosa Ovalies DI. Study of the influence of the layer thickness of composite coatings based on barium sulphate on the attenuation of X-ray radiation. Medicinskaya radiologiya i radiacionnaya bezopasnost. 2022;67(2):69-72. DOI:10.33266/1024-6177-2022-67-2-69-72 (In Russ.)

15. Boiprav O, Ayad H, Abdaljlil SA, Lynkou L, Abdulmawlay M. Charcoal- and foil-containing materials for radio electronic control systems protection from electromagnetic interferences. Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). 2023:299-304. DOI:10.1109/STA56120.2022.10019059

16. Shukla V. Review of electromagnetic interference shielding materials fabricated by iron ingredients. Nanoscale Advances. 2019;5:1640-1671. DOI:10.1039/c9na00108e

17. Pandey SP. Is it possible that the radiation emitted from electronic devices used in daily life can affect our DNA? Iconic Research and Engineering Journals. 2022;6(1):120-125.

18. de Medeiros LI, de Faria Lopes Medeiros NC, Lenz e Silva GFB, de Lima RGA, Amaral-Labat G, et al. Improved microwave absorption performance with sustainable porous carbon/carbon nanotube composites. Materials Research. 2022;25. DOI:10.1590/1980-5373-MR-2022-0169

19. Xi J, Zhou E, Liu Y, Gao W, Ying J, Chen Z, et al. Wood-based straightway channel structure for high performance microwave absorption. Carbon. 2017;124: 492-498. DOI:10.1016/j.carbon.2017.07.088

20. Wu Z, Tian K, Huang T, Hu W, Xie F, Wang J, et al. Hierarchically porous carbons derived from biomasses with excellent microwave absorption performance. ACS Applied Materials and Interfaces. 2018;10(13):11108-11115. DOI:10.1021/acsami.7b17264

21. Xu H, Yin X, Zhu M, Han M, Hou Z, Li X, et al. Carbon hollow microspheres with a designable mesoporous shell for high-performance electromagnetic wave absorption. ACS Applied Materials and Interfaces. 2017;9(7):6332-6341. DOI:10.1021/acsami.6b15826

22. Zhou X, Jia Z, Feng A, Wang X, Liu J, Zhang M. Synthesis of fish skin-derived 3D carbon foams with broadened bandwidth and excellent electromagnetic wave absorption performance. Carbon. 2019;152:827-836. DOI:10.1016/j.carbon.2019.06.080

23. Qiu X, Wang L, Zhu H, Guana Y, Zhang Q. Lightweight and efficient microwave absorbing materials based on walnut shell-derived nanoporous carbon. Nanoscale. 2017;9:7408-7418. DOI:10.1039/C7NR02628E

24. Boiprav OV, Grinchik NN. Methods for manufacturing absorbers of radio wave and X-ray radiation and absorbers of radio wave and X-ray radiation made in accordance with these methods. Application for invention No. 20220063 (Republic of Belarus). 21 March 2022 (In Russ.)