В России на основе графена синтезировали полимер для самолётов-невидимок и антенн 5G

Международная группа учёных во главе с российскими исследователями разработала полимерный композит на основе графена, поглощающий до 99,9 % СВЧ-излучения в радарном диапазоне. Кроме стелс-технологий новый полимер пригодится для производства антенн для устройств сотовой связи 5G. К изобретению привела нетипичная комбинация диэлектрика и проводника, что стало необычным, но прорывным решением.

Сегодня век простых «однофазных» материалов в области снижения радарной заметности заканчивается. Для стелс-технологий и других применений в области СВЧ требуются композитные материалы. Такой перспективный композитный полимер синтезировали учёные НИТУ «МИСиС», Южно-Уральского государственного университета и Объединённого института ядерных исследований совместно с коллегами из Египта, Саудовской Аравии и Республики Беларусь. Утверждается, что новый композит способен поглощать до 99,9 % электромагнитного излучения, о чём было рассказано в статье в издании Journal of Alloys and Compounds.

Новизна идеи заключалась в том, что учёные предложили комбинацию магнитного диэлектрического наполнителя (гесаферрит бария) и диамагнитного проводящего наполнителя (нанографит) — это сочетание порошкообразных материалов-наполнителей с принципиально различными электродинамическими характеристиками. Выбору материалов предшествовал расчёт и множество экспериментов, поскольку необходимо было подобрать состав, успешно поглощающий практически весь заданный диапазон СВЧ-излучения и не теряющий прочности с сохранением упругости.

«В качестве матрицы композита был использован поливинилиденфторид, или ПВДФ/PVDF, — поясняется в исследовании. — Этот полимер известен своей химической стабильностью, устойчивостью к органическим растворителям и более высоким, по сравнению с другими полимерами, модулем упругости. Его использование позволило компенсировать такие недостатки гексаферрита бария, как хрупкость и недостаточная пластичность».

В конечном итоге исследователи пришли к формуле, при которой оптимальное весовое соотношение ПВДФ и гексаферрита бария составило 15 % к 85 % соответственно, а содержание нанографита определено на уровне не больше 5 % от веса финального продукта. Заявленные характеристики и свойства нового композита открывают перспективы его использования в СВЧ-области: в антенных и радарных технологиях.