Badacze demonstrują szerokopasmowy pochłaniacz metamateriału wykonany z przewodzącego 3D przewodzącego tworzywa sztucznego

Ze względu na wysoką absorpcję, MA szerokopasmowe są bardzo poszukiwane w zastosowaniach w wykrywaniu, nieniszczącym wykrywaniu i obrazowaniu. Istnieje kilka sposobów na zwiększenie przepustowości absorpcji dla MA szerokopasmowych, ale wciąż jest trudny do ich wytworzenia.

Zespół naukowców z chińskiego Uniwersytetu Technologicznego Hefei, Pekińskiego Uniwersytetu Technologii Chemicznej i Kosmosu Firma Star Technology Co. Ltd. opublikowała ostatnio publikację zatytułowaną "Szerokopasmowe pochłaniacze metamateriałów oparte na przewodzącym tworzywu sztucznym z technologią wytwarzania addytywnego", która wyjaśnia ich rozwój szerokopasmowego MA na podstawie przewodzącego tworzywa sztucznego przewodzącego 3D.

Uważają, że że ich nowa metoda jest pierwszą w historii demonstracją MA szerokopasmowego druku 3D 3D.

Streszczenie brzmi: "W niniejszym artykule proponuje się szerokopasmowy i niewrażliwy na polaryzację pochłaniacz metamaterialny (MA) oparty na przewodzącym plastiku przewodzącym, który jest kompatybilny z dodatkową technologią wytwarzania. Zapewniamy projekt, wykonanie i wynik pomiaru proponowanego absorbera i zbadamy jego zasadę absorpcji. Charakterystyki eksploatacyjne konstrukcji są przedstawione liczbowo i eksperymentalnie. Wyniki symulacji wskazują, że absorpcja tego absorbera jest większa niż 90% w zakresie częstotliwości 16,3-54,3 GHz, co odpowiada szerokości pasma absorpcji 108%, gdzie osiąga się wysoką szybkość absorpcji. Co najważniejsze, ta dodatkowa konstrukcja zapewnia nowy sposób projektowania i wytwarzania szerokopasmowych MA. "

Drukowanie 3D oferuje niski koszt, wysoką wydajność i wygodę, ale jeśli chodzi o tworzenie MA szerokopasmowych z technologii, nie ma odpowiednio stabilnej i wytrzymałej folii o wysokiej rezystencji, ponieważ typowe materiały użyte do tego nie działają w przypadku drukowania 3D. Jednak zespół uważał, że szerokość pasma absorpcji w MA mogłaby zostać zwiększona dzięki zastosowaniu wysoce przewodzącego tworzywa sztucznego.

"Proponowana struktura daje nowe możliwości projektowania i wytwarzania MA szerokopasmowych" - napisali naukowcy. / p>

Proponowany przez zespół szerokopasmowy MA jest wykonany z przewodzącej warstwy tworzywa sztucznego w warstwie PLA, której dno pokryte jest miedzianą warstwą ziemi.

"Najpierw PLA warstwa z rowkami jest drukowana w 3D "- napisali naukowcy. "Następnie, w tych rowkach umieszczono wzorzyste przewodzące tworzywa sztuczne, a następnie PLA drukowano w sposób ciągły nad wzorzystym tworzywem sztucznym w celu uszczelnieniaim. Na koniec miedź jest wklejana na dolną powierzchnię warstwy PLA. "

Po sprawdzeniu, że MA zadziała, przetestowali swoje spektrum absorpcji, które jest większe niż 90% od 16,3 do 54,3 GHz. Absorber ma cienką grubość i wysoką chłonność, a także niewrażliwość na polaryzację. Naukowcy wykorzystali symulacje numeryczne absorbera, aby zademonstrować jego mechanizm, wydajność i straty powierzchni zarówno dla mielonej warstwy gruntowej, jak i przewodzącej warstwy z tworzywa sztucznego, z których ostatnia "przyczynia się do większej absorpcji mocy absorbera dla obu trybów rezonansowych." p>

Naukowcy wyjaśnili: "W związku z tym przewodząca warstwa plastyczna odgrywa ważną rolę w absorpcji szerokopasmowej."

Projekt został zweryfikowany w eksperymencie w przestrzeni kosmicznej, a naukowcy wykorzystali dwie anteny tubowe podłączony do analizatora sieciowego zmierzył charakterystyki wydajności próbki w zakresie częstotliwości 18-40 GHz. To pokazało, że ich projekt MA osiągnął "dobrą zgodność między symulowanymi i mierzonymi wynikami."

Zespół badawczy wykazał, że mogliby zaoszczędzić pieniądze i uprościć wszystko, drukując 3D na wydajnym, szerokopasmowym urządzeniu MA o wysokiej wydajności na przewodzącym plastiku. Ich strategia projektowania spowodowała również, że struktura drukowana 3D była niewrażliwa na polaryzację fal.

"Badanie to ma ujawnić potencjalne zastosowania technologii wytwarzania dodatków w realizacji szerokopasmowych absorberów fal elektromagnetycznych "- podsumowali naukowcy.