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热门关键词:吸波材料 | 隔磁片

5G通信技术助力剂--新型超薄轻质石墨烯气凝胶吸波材料

作者:管理员 人气:次 发表时间:2020-08-06 10:05:15

随着电子行业及无线电通信技术的飞速发展,5G无线通信技术迅速崛起。5G通信技术是在4G通信技术的基础上进行创新和完善,相比4G通信其数据传输速度大大提高,其峰值速率将增长数十倍,从4G的100Mb/s提高到几十Gb/s。也就是说,1秒钟可以下载10余部高清电影,可支持的用户连接数增长到100万用户/平方公里,可以更好地满足物联网这样的海量接入场景。同时,端到端的延时将从4G的十几毫秒减少到5G的几毫秒。

大家都知道,通信就是利用电磁波来传递信息的,5G简单来说,就是频率特别高的电磁波。电磁波在满足人们生活需要的同时,由于电磁辐射也会造成电磁污染、电磁干扰等棘手问题,妨碍了电子信息工业的稳定发展。电磁波污染在继噪音污染、水污染、空气污染之后,成为威胁人类生存的第四大公害,不仅对人们日常通信设备、计算机和其它电子系统造成严重干扰,对信息安全造成严重威胁,而且给人体健康带来不可估量的损害,可以说让人“又爱又恨”。5G技术运用的电磁波频段通常在K波段以及更高频段,实现数据的超高速传输,为减少电磁辐射污染,电磁波吸收材料受到越来越多的关注,这种材料可以通过它们的固有的磁性和介电损耗去衰减电磁能量将其转化为热能,所以开发制备高频下高性能吸波材料有着重要意义。
理想的吸波材料通常具有低反射损耗、宽吸收频带、轻质、密度小等优点,但往往难以做到面面俱到。石墨烯气凝胶近年来被发现在电磁波吸收应用方向很有前景,根据资料显示,东华大学一个研究团队报道了一种以乙醇为溶剂,3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)为表面改性剂同时也作为交联剂的石墨烯气凝胶制备新方法,此方法避免了传统方法制备石墨烯气凝胶出现的体积收缩问题,并实现密度的精确调控,吸波性能可以通过调节氧化石墨烯浓度来进行调控。吸波性能测试研究人员对密度可控的石墨烯气凝胶GA以及Fe3O4@C/GA杂化气凝胶在K波段下(18-26.5 GHz)进行了吸波性能测试,当石墨烯气凝胶的密度降低至4.5 mg·cm-3时,最低反射损耗在频率为24.29 GHz时达到-50.3 dB,厚度仅为1.14 mm。引入Fe3O4@C后,Fe3O4@C/GA杂化气凝胶最优反射损耗达到-54 dB,厚度仅0.99 mm,吸波性能进一步提升。研究人员随后对电磁波吸收机理进行了分析:该石墨烯气凝胶材料由于实现了密度可控,优化了阻抗匹配,在导电损耗、界面极化损耗、涡流损耗等协同作用下,吸波性能优异。
这一研究成果可以很大程度的解决了5G通信中的电磁污染和电磁干扰问题,为5G通信技术的发展做出重大贡献。随着科技的发展,越来越多的新型材料将会被人类发掘,人们的生活也将变得更加高效便捷。
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