El escudo electromagnético más ligero es un aerogel de celulosa, reforzado con plata, poroso y con una densidad de solo 1.7 miligramos por centímetro cúbico
Los motores eléctricos y los dispositivos electrónicos generan campos electromagnéticos que hay que aislar para que no afecten a otros componentes electrónicos o interfieran en la transmisión de señales.
La única manera de aislar campos electromagnéticos de alta frecuencia es con cubiertas conductoras que están cerradas por todos los lados. A menudo se utilizan láminas de metal delgadas o láminas metalizadas para este propósito. Sin embargo, para muchas aplicaciones, este escudo es demasiado pesado o poco adaptable. La solución ideal sería un material ligero, flexible y duradero con una efectividad de blindaje extremadamente alta.
Aerogeles contra la radiación electromagnética
Un equipo de investigación dirigido por Zhihui Zeng y Gustav Nyström ha logrado un gran avance en esta área. Los investigadores están utilizando nanofibras de celulosa como base para un aerogel, que es un material ligero y altamente poroso.
Las fibras de celulosa se obtienen de la madera y, debido a su estructura química, permiten una amplia gama de modificaciones.
Los investigadores han logrado producir un compuesto de nanofibras de celulosa y nanocables de plata, y han fabricado con ella estructuras finas ultraligeras que proporcionan un excelente blindaje contra la radiación electromagnética.
El efecto del material es impresionante: con una densidad de solo 1.7 miligramos por centímetro cúbico, el aerogel de celulosa reforzado con plata logra un blindaje de más de 40 dB en el rango de frecuencia de la radiación de radar de alta resolución (8 a 12 GHz) – en otros palabras: prácticamente toda la radiación en este rango de frecuencia es interceptada y detenida por el material.
Los cristales de hielo controlan la formaAdemás de su composición de celulosa y plata, han conseguido una estructura de microporos que acentúan su potencial aislante.Para crear poros de tamaño y forma óptimos, los investigadores vierten el material en moldes preenfriados y permiten que se congele lentamente. Se forman cristales de hielo que son los que crean la estructura de poros óptima para amortiguar los campos.
Con este método de producción, el efecto de amortiguación puede incluso especificarse en diferentes direcciones espaciales: si el material se congela en el molde de abajo hacia arriba, el efecto de amortiguación electromagnética es más débil en la dirección vertical. En la dirección horizontal, es decir, perpendicular a la dirección de congelación, se optimiza el efecto de amortiguación.
El escudo protector moldeado de esta manera es muy flexibles: incluso después de doblarse de un lado a otro miles de veces, el efecto de amortiguación es prácticamente el mismo que con el material original. La absorción deseada puede incluso ajustarse fácilmente agregando más o menos nanocables de plata al material compuesto, así como por la porosidad del aerogel de fundición y el grosor de la capa de fundición.
El escudo electromagnético más ligero del mundo.En otro experimento, los investigadores eliminaron los nanocables de plata del material compuesto y conectaron sus nanofibras de celulosa con nanoplacas bidimensionales de carburo de titanio, que se produjeron mediante un proceso de grabado especial.
Las nanoplacas actúan como «ladrillos» duros que se unen con un «mortero» flexible hecho de fibras de celulosa. Esta formulación también se congeló de manera dirigida.
En relación con el peso, ningún otro material puede lograr tal protección. Esto clasifica al aerogel de nanocelulosa de carburo de titanio como, con mucho, el material de protección electromagnética más ligero del mundo.
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