Les chercheurs utilisent la composition multiphasée et l’électrofilage pour fabriquer des nanofibres de SiOC

Les progrès rapides de l’industrie électronique ont apporté une commodité considérable pour une utilisation civile, mais ont également contribué à la pollution électromagnétique, posant des risques pour la sécurité humaine. Pour répondre aux diverses exigences des applications civiles, telles que les appareils présentant des surfaces incurvées variées et les vêtements destinés à différents environnements de travail, les absorbeurs EMW doivent non seulement fournir une absorption efficace, mais également être légers, faciles à mettre en œuvre et suffisamment flexibles.

De plus, les matériaux d’absorption EMW sont confrontés à des défis dans des conditions extrêmes couramment rencontrées dans les secteurs de la construction et du transport, notamment des températures élevées, des vibrations fréquentes et des impacts de pression.

Par conséquent, l’exploration de matériaux dotés d’une isolation thermique exceptionnelle, d’une flexibilité et d’une résilience significatives, d’une excellente aptitude au traitement et de caractéristiques ultralégères représente une tendance dans le développement d’absorbeurs de micro-ondes avancés. La céramique dérivée de polymères (PDC) SiOC présente des performances mécaniques et à haute température robustes dans des environnements extrêmes, combinées à une faible densité, une résistance élevée et de faibles coûts de matières premières, ce qui met en évidence son potentiel pour des applications dans la protection contre les ondes thermiques et électromagnétiques (EMW). .

Cependant, les céramiques SiOC dérivées d’un seul polymère précurseur souffrent de faibles propriétés diélectriques, limitant leurs applications ultérieures. Pour améliorer les performances d’atténuation EMW, il est courant d’introduire une deuxième phase dans la matrice SiOC, tirant parti des avantages de divers composants pour améliorer l’absorption EMW.

D’un autre côté, la fragilité inhérente aux céramiques SiOC entrave sérieusement leur utilisation dans des environnements complexes. Dans ce cas, l’électrofilage est une méthode polyvalente pour produire des matériaux micro-nanofibres unidimensionnels avec une distribution de taille uniforme et une morphologie cohérente. Dans le but d’améliorer à la fois la flexibilité et les performances d’absorption EMW, une équipe de recherche a appliqué la stratégie de composition multiphasée et d’électrofilage pour fabriquer des nanofibres de SiOC.

L’équipe publié leur travail dans le Journal des céramiques avancées le 9 septembre 2024.

Des nanofibres de SiOC modifiées au Co et au TiO2 (CTS) ont été préparées avec succès à l’aide d’une technique d’électrofilage simple et contrôlable. Grâce à l’excellente structure de réseau continu tridimensionnel fournie par l’électrofilage et à la répartition uniforme des matériaux composites au sein des fibres, les composites CTS présentent une isolation thermique exceptionnelle (conductivité thermique -1K-1), une flexibilité remarquable (moins de 4 % de changement de résistance après 1 500 cycles de flexion à 180°), et une résistance impressionnante à la compression (déformation résiduelle

L’échantillon CTS-800 (résine de silicone) avec une teneur en charge de seulement 5 % en poids atteint une bande passante d’absorption effective (EAB) de 8,64 GHz (9,36-18,00 GHz) pour une épaisseur de 3,25 mm, avec une valeur RLmin de -66,00 dB. à 17,11 GHz. La préparation réussie de ces matériaux nanofibres CTS multifonctionnels les rend prometteurs pour l’application de la protection thermique et micro-ondes.

L’échantillon de nanofibres SiOC présente des propriétés multifonctionnelles complètes en raison de sa porosité élevée et de sa structure multicouche le long de l’épaisseur. Les EMW ou les ondes de choc thermique provenant de l’extérieur peuvent être considérablement atténuées. De plus, une flexibilité exceptionnelle garantit que ces résultats peuvent parfaitement gérer les déformations requises dans divers scénarios à forte demande, améliorant ainsi l’efficacité du travail.