Gelişmiş elektronik devrelerdeki elektrik bileşenleri arasındaki elektromanyetik paraziti azaltan ve uçakların, gemilerin ve diğer askeri donanımın radar tespitinden kaçmasına yardımcı olan malzemeler, mikrodalgala emilim özelliklerine dayanır. Missouri Üniversitesi, Şangay Seramik Enstitüsü, Çin Three Gorges Üniversitesi, Pekin Üniversitesi ve Changchun Enstitüsü bölümlerinden araştırmacılardan oluşan bir ekip bu konu hakkında araştırma yapmıştır. Araştırmacılar ilk kez, demir bazlı metal-organik bir kafesin (MOF – Metal-Organic Framework) mikrodalga emici özelliklere sahip olduğunu göstermiştir.
MOF’lar (Yazının devamında metal-organik malzemelerden MOF olarak bahsedilecektir) organik ligandlardan, bağlantı moleküllerinden ve metal iyonlarından veya kümelerden yapılmış yüksek gözenekli kompozit malzemelerdir. Elde edilen koordineli ağlar, kataliz, algılama, ilaç dağıtımı ve gaz depolama alanlarında kullanım için dikkat çeken yüzey alanları ve gözenek hacimleri ile üç boyutlu bir yapı oluşturur. Yapılan araştırmalar sonunda ise demir bazlı metal-organik yapıların yüksek düzeyde mikrodalga emme özelliğine sahip olduğu vurgulanmıştır. Karbonun tüm formlarından iletken polimerlere, çeşitli metal oksitlere ve kompozitlere kadar birçok malzeme, dielektrik ve manyetik kayıplardan kaynaklandığı düşünülen mikrodalga emici özellikler için araştırılmıştır. Yapılan araştırmalar sonunda ise bu kalabalık gruba MOF’lar da dahil edilmiştir.
Farklı Yapılarla Bir Arada Sentezlendi
Fe-MOF (demir bazlı metal organik yapı), oda sıcaklığında N,N-Dimetilformamid (DMF) ile karıştırılmış Ferrik Nitrat [Fe (NO3) 3×6H2O], 2,3,5,6-Tetrametil-1,4-benzen Dikarboksilik Asit (TMBDC) ve 1,4-Diazabisiklo[2.2.2]oktan (DABCO) ile sentezlendi. Bu sentez sonunda ise kahverengimsi bir kırmızı toz karışımı elde edildi.
Mikrodalgalar ile bombalandığında, Fe-MOF, %99.999’dan fazla emilim verimliliğini temsil eden -54.2 dB değerinde büyük bir yansıma kaybı değeri gösterir. Optimum tabaka kalınlığı yaklaşık 2.65 mm gibi görünür, bunun üzerinde daha ensiz mikrodalga frekans bölgesi ise radar tespitinden korunur. Diğer mikrodalga emici malzemelerin aksine araştırmacıların gözlemleri, malzeme içindeki manyetik gevşemeden ziyade elektriksel olarak Fe-MOF’un yüksek mikrodalga emici özelliklerini ortaya çıkardığını göstermektedir. Araştırmacılar, Fe-MOF içindeki polar grupların veya bölgelerin rotasyonunun olağanüstü mikrodalga emilimine sahip olmasının nedeni olarak düşünülüyor. Aslında, mikrodalgalar ön yüzeyden Fe-MOF tabakasının arka yüzeyine yansıtıldığından, yüksek düzeyde parazit yansıma kayıplarına ve mikrodalga emilimine neden olmaktadırlar.
Çalışmalar sonucunda MOF materyaller için yeni bir uygulama sahası açılacağı tahmin ediliyor. Fe-MOF, hafif koşullar altında yaygın olarak bulunur ve uygun maliyetli reaktiflerden büyük miktarlarda imal edilebilir. Araştırmalar sonucunda elde edilen malzemeler ise basit fırça ile radar algılama veya elektromanyetik parazitlerden korunması gereken nesneleri kaplamak için kullanılabilir.
Kaynak
https://www.materialstoday.com/electronic-properties/news/metalorganic-framework-absorbs-microwaves/
Yorumlar