18.01.2009
Synthesis of an Electromagnetic Wave Absorber for High-Speed Wireless Communication
Shin-ichi Ohkoshi et al., Journal of the American Chemical Society (DOI: 10.1021/ja807943v).
Publication Date (Web): December 30, 2008
Беспроводная связь работает все быстрее, но другие устройства не успевают совершенствоваться так быстро. Это касается и экранирующих устройств, которые должны защищать чувствительное электронное оборудование, например, в больницах. Они становятся все более уязвимыми, так как сегодня для пересылки данных используют все более высокие частоты (30-300 гигагерц). Самые последние беспроводные связи используют электромагнитные (ЭМ) волны с частотами больше ста гигагерц, а лучшие, коммерчески доступные поглотители, эффективно работают только при частотах, в два раза меньше. (Например, на полосе частот в 120 гигагерц можно отправлять данные со скоростью 10 гигабит в секунду. Этого достаточно для передачи в реальном времени несжатого видео в телевизионном формате высокой точности). Способность блокировать электромагнитные волны проявляется, когда магнитное поле материала резонирует при той же частоте, что и сами волны. Поглотители ЭМ волн обычно изготавливают из оксидов, богатых железом, но при высокочастотной передаче они не справляются с задачей.
Стандартное оксидное покрытие – которое содержит кроме железа барий – имеет максимальную резонансную частоту, которая доходит примерно до 48 гигагерц.
Группа Охоши (Shin-ichi Ohkoshi's team) из Токийского университета разработала новый состав для защиты чувствительной к излучению техники из оксида алюминия-железа, способного блокировать волны с частотой почти в четыре раза большей.
«Мы разработали высокоэффективный поглотитель миллиметровых длин волн – оксид, состоящий из Al, Fe, O: ε-AlxFe2−xO3, где 0 ≤ x ≤ 0.40 – наномагнитный порошок с частицами размером 25-50 нанометров. Кристаллы полученного материала имеют орторомбическую структуру. Поглощение материала обусловливает естественный резонанс из-за выраженной магнитной анизотропии», - объясняет ученый.
Ученые использовали чувствительный магнитометр, чтобы подтвердить, что порошок из нового оксида может поглощать ЭМ волны с частотой до 182 Гигагерц при комнатной температуре.
Ученые уверены, что исследования в этой области помогут подобрать оксиды, которые смогут поглощать электромагнитные волны еще больших частот.
Частицы нового материала можно добавить в краску, чтобы защищать чувствительное оборудование в больницах, лабораториях или, например, в самолетах от высокоскоростных беспроводных связей, говорит Охоши. Ученый считает, что такая краска будет относительно дешевой, потому что алюминий и железо не относятся к редким материалам.
«В сотрудничестве с японской промышленной компанией DOWA Electronics мы изготовили образцы примерно на сто килограмм. Производство довольно дешевое – около 14 долларов за килограмм», - объясняет Охоши.
http://www.newscientist.com/article/dn16445-cheap-paint-could-protect-against-superfast-wireless.html
