Hayalet jet teknolojisi: Radar dalgalarını yüzde 99,99'unu engelleyen yeni film

Kore Malzeme Bilimi Enstitüsü (KIMS) ve Kore Bilim ve Teknoloji Enstitüsü (KIST) araştırmacıları, karbon nanotüp (CNT) lifleri ile MXene nano tabakalarını tek bir yapıda birleştiren ultra ince hibrit kompozit film geliştirdi. Dr. Taehoon Kim, Dr. Seon Joon Kim ve Dr. Jaewoo Kim liderliğindeki ekip, iki nanomalzemenin tek başına kullanıldığında karşılaşılan kırılganlık ve korozyon sorunlarını aşmak için inşaat mühendisliğindeki 'tuğla-harç' yapısından esinlenen bir mimari kullandı.

TUĞLA-HARÇ YAPISI

Araştırmacılar, CNT liflerinin yüzeylerini amin gruplarıyla modifiye ederek kompozitin yük taşıyan iskeletini oluşturdu. Liflerin arasındaki mikroskobik boşluklar ise MXene çözeltisiyle dolduruldu. Böylece hem esnekliği koruyan hem de kesintisiz elektrik iletkenliği sağlayan bütünleşik bir ağ elde edildi. Bu yapı, farklı mekanik özelliklere sahip iki nanomalzemenin aynı film içinde birbirini tamamlayacak şekilde çalışmasını sağlıyor.

17,5 MİKROMETRE

Geliştirilen kompozit filmin kalınlığı yalnızca 17,5 mikrometre. İnsan saç telinden daha ince olan malzeme, yaklaşık 90 dB seviyesinde elektromanyetik kalkanlama kapasitesi sunuyor. Bu değer, radar ve haberleşme bantlarındaki elektromanyetik dalgaların yüzde 99,999’dan fazlasının engellenmesine karşılık geliyor. Film aynı zamanda 1,02 GPa çekme mukavemetine ulaşarak yüksek dayanımlı yapısal çeliklerle karşılaştırılabilecek mekanik direnç sergiliyor.

TERMAL İZ AZALIYOR

Kompozitin bir diğer özelliğini düşük kızılötesi yayım değeri oluşturuyor. Bu yapı, yüzeyden yayılan ısı sinyalinin azaltılmasına yardımcı olarak nesnelerin termal kamera ve ısıya duyarlı algılama sistemleri tarafından daha zor tespit edilmesini sağlıyor. Araştırmacılar malzemeyi yüksek sıcaklık, nem ve tekrarlanan katlanma koşullarında da test etti. Film, bu deneylerde elektriksel iletkenliğini ve fiziksel bütünlüğünü korudu.

ASKERİ UYGULAMALAR

Ultra ince ve hafif yapı, malzemenin askeri havacılık ve savunma platformlarında kullanılmasına yönelik seçenekler sunuyor. Hayalet uçaklar, keşif dronları ve askeri kara araçlarının yüzeylerine uygulanabilecek film, araçlara fazla ağırlık eklemeden elektromanyetik ve termal izlerin azaltılmasını hedefliyor. Esnek yapısı da düz olmayan veya hareketli yüzeylere uygulanabilmesini kolaylaştırıyor.

SİVİL ELEKTRONİK

Geliştirilen kaplamanın kullanım alanları savunma sistemleriyle sınırlı değil. 5G ağlarının yaygınlaşması ve 6G altyapı çalışmalarının ilerlemesiyle birlikte akıllı telefonlar, giyilebilir sağlık cihazları ve katlanabilir elektroniklerde bileşenler arasındaki elektromanyetik parazit riski artıyor. 17,5 mikrometrelik filmin cihazların iç yüzeylerine fazla hacim veya ağırlık eklemeden uygulanabilmesi, bu tür elektroniklerde sinyal girişimini azaltmaya yönelik yeni bir çözüm sunuyor.