بهینه سازی خواص جذب امواج الکترومغناطیس کامپوزیت سیمان و نانولوله های کربنی چندجداره کربوکسیل با اتصال کوتاه و بار تطبیق شده موجبر

پژوهش های فراوانی در جذب و محافظت در برابر امواج الکترومغناطیسی، به منظور کاهش اثرات مضر تابش الکترومغناطیسی بر محیط زیست انجام شده است. برای جلوگیری از نفوذ امواج الکترومغناطیس محافظ هایی با رسانندگی بالا استفاده می شود. یک روش مناسب و مفید جهت دستیابی به مواد محافظتی در برابر امواج الکترومغناطیسی، افزودن مواد کربنی رسانا شامل الیاف کربن، رشته های کربنی و نانو لوله های کربنی است. نانولوله های کربنی به دلیل داشتن ساختارهای لوله ای شکل دو بعدی و رسانایی بالا می توانند به آسانی شبکه رسانایی را درون زمینه یک ماده تشکیل دهند و همین امر باعث می شود که محیط، تراوایی الکتریکی بالایی داشته باشد. بنابراین، افزایش تلفات دی الکتریک منجر به تلفات بازتاب امواج الکترومغناطیس می شود. لذا حضور نانولوله های کربنی در ماده جاذب باعث بهبود خواص جذب امواج الکترومغناطیسی می شود. در این پژوهش خواص جذب امواج الکترومغناطیس کامپوزیت سیمان و نانولوله های چندجداره عاملدار کربوکسیل با اشکال مختلف کایرال، زیگزاگ و آرمچیر با دو روش اتصال کوتاه موجبر و بار موجبری تطبیق شده مطالعه می شود. تاثیر شکل MWCNT و ضخامت نمونه بر روی خواص جذب موج الکترومغناطیسی در رنج فرکانسی GHz 12-8 با روش اتصال کوتاه موجبر و بار موجبری تطبیق شده مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. نمونه ها در دو ضخامت  mm 6  و3 تهیه و مقدار نانولوله اضافه شده wt% 1/0 می باشد. اضافه کردن wt% 1/0 نانولوله، عملکرد جذب ملات سیمان را در رنج فرکانسی GHz 10-8 افزایش می دهد. با افزایش ضخامت از mm 3 به mm 6، پهنای باند فرکانس اتلاف بازتاب برای کامپوزیت های MWCNT / سیمان افزایش می یابد، اما تعداد قله ها کاهش می یابد. با مقایسه نتایج جذب امواج نمونه ها با دو روش مختلف استباط می شود که جذب امواج نمونه های با ضخامت  mm 3 با روش بار تطبیقی بهتر از روش اتصال کوتاه بدون استفاده از بار تطبیقی می باشد. در حالی که در نمونه های با ضخامتmm  6 چندان تفاوتی حاصل نمی شود. همچنین در روش اتصال کوتاه جذب امواج توسط نمونه های کامپوزیت با ضخامت mm 3 در فرکانس های کمتر از GHz 5/10 بهتر عمل کرده است، در حالی که در روش بار تطبیقی در فرکانس های بیشتر از GHz 5/10، نمونه های کامپوزیت جذب بهتری داشته اند. علاوه برآن، جذب امواج نمونه های کامپوزیت با ضخامت mm 6 با روش اتصال کوتاه در فرکانس های کمتر و با روش بار تطبیقی در فرکانس های بیشتر نتایج بهتری را نشان می دهد. علاوه بر این، رفتار جذب نمونه کایرال با ضخامت mm 6 با دو نمونه دیگر متفاوت است، زیرا نانولوله های کایرال نامتقارن و نانولوله های زیگزاگ و آرمچیر متقارن هستند. تجزیه و تحلیل ساختاری و مورفولوژی سطح کامپوزیت های سیمان / MWCNT با اشکال مختلف با استفاده از روش میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) بررسی شده است. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی کامپوزیت سیمان/ نانولوله چندجداره عاملدار کربوکسیل پراکندگی نانولوله ها در کامپوزیت را نشان می دهد. اتصال نانولوله ها به یکدیگر و سیمان منجر به کاهش حفره ها و تشکیل شبکه رسانای منطقه ای می شود. در نتیجه هدایت الکتریکی افزایش یافته و میدان الکترومغناطیسی در این شبکه تضعیف می شود.