Перевод названия: ИССЛЕДОВАНИЕ РАДИОЭКРАНИРУЮЩИХ СВОЙСТВ ТОНКИХ ПРОЗРАЧНЫХ ПЛЕНОК ОДНОСТЕННЫХ УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК
Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2019
Идентификатор DOI: 10.31772/2587-6066-2019-20-4-478-484
Ключевые слова: одностенные углеродные нанотрубки, тонкие пленки, электромагнитное экранирование, single-walled carbon nanotubes, thin films, electromagnetic shielding
Аннотация: The paper presents the results of studying the shielding properties of thin transparent films in single-walled carbon nanotubes on flexible substrates of polyethylene terephthalate. The films were formed by spraying colloidal solution on single-walled carbon nanotubes. The film thickness was determined by the volume of the sprayed colloidal solution and was measured using transmission electron microscopy in a cross-section mode. The morphology and structural quality of the films were studied by electron microscopy, optical spectroscopy, and Raman spectroscopy. The results showed the high structural quality of the material. According to Raman spectroscopy, the ratio of peaks intensities G / D is 23.4, which is the evidence of a significant predominance of carbon in the sp2 hybridization. It is typical for graphitelike systems and, in particular, carbon nanotubes. The spectral dependences of the transmission and reflection coefficients of radio waves in the K range of 18-26.5 GHz were studied. Absorption of radiation is the dominant shielding mechanism. Increasing the film thickness from 15.9 to 56.1 nm is accompanied by decreasing the surface resistance from 971 to 226 Ohm / sq, while optical transparency decreases from 93.58 to 76.71 %. Shielding efficiency increases from 2.29 to 6.6 dB, increasing the proportion of absorbed radiation from 34.6 to 51.2 % at a frequency of 18 GHz. This indicates the prospects for the use of films as electromagnetic shielding and anti-icing coatings in the aerospace industry. Представлены результаты исследования экранирующих свойств тонких прозрачных пленок одностенных углеродных нанотрубок на гибких подложках из полиэтилентерефталата. Пленки формировались спрей распылением коллоидного раствора одностенных углеродных нанотрубок. Толщина пленок задавалась объемом распыляемого коллоидного раствора и измерялась при помощи просвечивающей электронной микроскопии в режиме cross-section. Морфология и структурное качество пленок были изучены методами электронной микроскопии, методами оптической спектроскопии и спектроскопии комбинационного рассеяния света. Результаты позволяют судить о высоком структурном качестве материала. Согласно данным спектроскопии комбинационного рассеяния, соотношение интенсивностей пиков G/D составляет 23,4, что является свидетельством существенного преобладания углерода, находящегося в состоянии sp2 гибридизации. Это характерно для графитоподобных систем и, в частности, углеродных нанотрубок. Изучены спектральные зависимости коэффициента прохождения и отражения радиоволн в К-диапазоне 18-26,5 ГГц. Доминирующим механизмом экранирования является поглощение излучения. Увеличение толщины пленки c 15,9 до 56,1 нм сопровождается снижением поверхностного сопротивления с 971 до 226 Ом/кв, оптическая прозрачность при этом снижается с 93,58 до 76,71 %. Эффективность экранирования увеличивается с 2,29 до 6,6 дБ, повышая долю поглощенного излучения с 34,6 до 51,2 % на частоте 18 ГГц. Это говорит о перспективах применения пленок в качестве радиоэкранирующих и антиобледенительных покрытий в аэрокосмической отрасли. (Русскоязычная версия представлена по адресу https://vestnik.sibsau.ru/arhiv/)
Журнал: Сибирский журнал науки и технологий
Выпуск журнала: Т. 20, № 4
Номера страниц: 478-484
ISSN журнала: 25876066
Место издания: Красноярск
Издатель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева