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５G対応ナノ複合強誘電体・高性能多層電磁波遮蔽構造材料の開発

兼容5G的纳米复合铁电材料及高性能多层电磁屏蔽结构材料的开发

基本信息

批准号：
21K04675
负责人：
倪慶清
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Shinshu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では，今までの電磁波遮蔽材料よりさらに高性能の新規電磁波遮蔽材料を開発し，さらに電磁波遮蔽周波数を自由に設定できる多層構造の電磁波遮蔽材料を開発することを研究目的としている．2021年度において，まず炭素材料はその独特な機構と簡単な合成法でマイクロ波吸収複合材料として注目されている。しかし高誘電率整合による低インピーダンスのため,炭素材料は依然として優れたマイクロ波吸収材料の調製が困難である。同時に,多層複合材料はマイクロ波吸収性能を調節する潜在力を示した。そこで炭素材料の性能を向上させ,多層複合材料の構造パラメータを効果的に最適化するために,バイオマス材料と金属有機骨格を用いて高性能磁性炭素系複合材料を作製し,遺伝アルゴリズムと有限要素解析により多層複合材料の構造を最適化した。特に炭素材料の特徴を生かし、卵白質ナノ材料および金属有機骨格ナノ構造を創製し，その電磁波吸収特性を系統的に明らかにした。さらにそれぞれを超薄およびXバンド吸収材料の調製に用いられた。また，電磁パラメータを解析することによって,マイクロ波吸収特性に及ぼす成分と形態の影響を系統的に明確している。2022年度において，二つの材料の特徴を組み合わせて，Cバンド吸収を持つ多層複合材料を開発した。電磁波吸収メカニズムを明確にするため数値シミュレーションも用いて多層複合材料の減衰機構を解析した。新しいマイクロ波吸収複合材料の設計と開発に重要な設計指針を提供することができた。期間全体を通して高性能の電磁波吸収材料を開発できた。特に、多層構造の最適設計による高性能電磁波吸収の開発に新しい道を開いた。

This research aims to develop new electromagnetic wave shielding materials with high performance and electromagnetic wave shielding cycle number freely. In 2021, carbon materials will be developed with unique mechanism and simple synthesis method. Carbon materials are still difficult to modulate due to the integration of high permittivity and low conductivity. At the same time, the multilayer composite material has the potential to adjust the wave absorption performance. In order to improve the performance of carbon materials, the structure optimization of multilayer composites is carried out. The structure optimization of multilayer composites is carried out by finite element analysis. The characteristics of carbon materials are developed, and the structure of carbon materials and metal organic materials is created. The electromagnetic wave absorption characteristics of carbon materials are systematically investigated. The film is made of thin film and thin film. The influence of electromagnetic absorption characteristics and morphology on the system is clear. In 2022, the characteristics of two kinds of materials were combined, and the development of multilayer composite materials was carried out. Analysis of attenuation mechanism of multilayer composite materials The design and development of new wave-absorbing composites provide important design guidelines. During this period, all high-performance electromagnetic wave absorbing materials have been developed. The optimum design of multi-layer structure for high performance electromagnetic wave absorption and emission is proposed.