Le rayonnement électromagnétique émis par les équipements et dispositifs électroniques est connu pour entraver leur bon fonctionnement. Les matériaux conventionnels utilisés aujourd'hui pour se protéger des ondes électromagnétiques entrantes ont tendance à être des feuilles de métal ou des composites, qui reposent sur la réflexion comme mécanisme de protection.

Mais maintenant, des matériaux tels que les aérogels de graphène gagnent du terrain en tant qu'alternatives plus souhaitables car ils agissent comme des absorbeurs électromagnétiques. On s'attend généralement à ce qu'ils améliorent le stockage de l'énergie, capteurs, nanoélectronique, catalyse et séparations, mais les aérogels de graphène sont prohibitifs et difficiles à produire pour des applications à grande échelle en raison des étapes compliquées de purification et de fonctionnalisation impliquées dans leur fabrication.

Une équipe de chercheurs en Chine a donc entrepris de concevoir un matériau moins cher avec des propriétés similaires à un aérogel de graphène - en termes de conductivité, ainsi qu'un poids léger, anticorrosion, structure poreuse. Dans la revue Lettres de physique appliquée , les chercheurs décrivent le nouveau matériau qu'ils ont créé et ses performances.

Aming Xie, un expert en chimie organique, et Fan Wu, tous deux affiliés à l'Université des sciences et de la technologie PLA, a travaillé avec des collègues de l'Université des sciences et technologies de Nanjing pour exploiter la chimie organique et les polymères conducteurs pour fabriquer un absorbeur électromagnétique tridimensionnel (3-D) à base d'aérogel de polypyrrole (PPy).

Ils ont choisi de se concentrer sur cette méthode car elle leur permet de « réguler la densité et la propriété diélectrique des polymères conducteurs par la formation de pores lors de la polymérisation par oxydation du monomère pyrrole, " expliqua Wu.

Et le processus de fabrication est simple. « Il ne nécessite que quatre réactifs chimiques courants :le pyrrole, chlorure ferrique (FeCl3), l'éthanol et l'eau, ce qui le rend suffisamment bon marché et permet une fabrication à grande échelle, ", a déclaré Wu. "Nous sommes également en mesure de verser la solution de FeCl3 directement dans la solution de pyrrole - pas goutte à goutte - pour forcer le pyrrole à polymériser en un aérogel 3-D plutôt que des particules de PPy."

En bref, l'aérogel 3-D PPy de l'équipe est conçu pour présenter « des propriétés souhaitables telles qu'une structure poreuse et une faible densité, " a noté Wu.

Au-delà de ça, ses performances d'absorption électromagnétique - avec une faible perte - sont très prometteuses. "Nous pensons qu'une plage d'absorption 'large' est plus utile qu'une absorption élevée dans une fréquence, " a déclaré Wu. Par rapport aux travaux précédents, le nouvel aérogel de l'équipe a l'adjonction la plus faible et la bande passante efficace la plus large, avec une perte de réflexion inférieure à -10 décibels.

Au niveau des candidatures, basé sur la combinaison d'une faible adjonction et d'une bande passante effective "large", les chercheurs s'attendent à voir leur aérogel 3-D PPy utilisé dans les revêtements de surface des avions.

Une autre application potentielle est celle des revêtements dans le domaine de la prévention et du contrôle de la corrosion. « Les revêtements anticorrosion courants contiennent une grande quantité de zinc (70 à 80 % en poids), et ces particules servent non seulement de cathode en se corrodant pour protéger la structure en fer mais aussi pour maintenir une conductivité convenable pour le procédé électrochimique, " a souligné Wu. " Si notre aérogel 3-D PPy pouvait construire un réseau de conductivité dans ce type de revêtement, la perte de particules de zinc pourrait être rapidement réduite."

L'équipe va maintenant plus loin dans son travail en poursuivant un PPy/PEDOT 3-D (poly(3, 4-éthylènedioxythiophène) absorbeur électromagnétique. "Notre objectif est de faire croître des particules PEDOT polymérisées à l'état solide dans les trous de l'aérogel PPy 3-D formé par des chaînes PPy, " ajouta Wu.