Í þessari rannsókn var UV picosecond leysirætingartækni notuð til að búa til reglubundnar örbyggingar á yfirborði kolefnis nanóröra/karbónýljárndufts (CNTs/CIP) samsettra örbylgjuofna-gleypa húðunar, til að ná fram samverkandi hagræðingu á ofurvatnsfælni og frásogsgetu örbylgjuofna. Laseraæting á súlulaga örbyggingu jók vatnssnertihorn lagsins úr 71,5 gráðum í 151,2 gráður og leiddi til skilvirkrar frásogsbandbreiddar (EAB) 5,3 GHz við þykkt 1,3 mm, sem býður upp á fjölhæfa og skilvirka tæknilega stefnu til að auka umhverfisaðlögunarhæfni örbylgjuofnahúðunarinnar-.
Örbylgjuofn-gleypandi húðun gegnir ómissandi hlutverki við að bæla ratsjármerki, standast samskiptatruflanir og draga úr rafsegulmengun, sem gerir þær víða nothæfar í geimferða- og varnarmálum. Umhverfisaðlögunarhæfni þessara húðunar skiptir sköpum fyrir -langtímastöðugleika örbylgjuofna-gleypni og er orðinn mikilvægur flöskuháls sem takmarkar verkfræðilega notkun þeirra. Það er enn mikilvæg áskorun á þessu sviði að ná jafnvægi á milli yfirburðar örbylgjuofnupptöku og veðurþols. Nýlegar rannsóknir hafa fyrst og fremst beinst að því að aðlaga örbylgjuofna-gleypiefni að umhverfisaðstæðum-ss með því að skipta að hluta til hefðbundnum járnsegulmiðlum fyrir efni sem búa yfir meiri eðlisefnafræðilegum stöðugleika-eða með því að búa til vatnsfælin yfirborð til að auka veðurþol húðarinnar í heild. Hins vegar eiga hefðbundnar aðferðir oft í erfiðleikum með að hámarka frásog örbylgjuofna og vatnsfælni samtímis, en standa einnig frammi fyrir vandamálum sem tengjast flókinni vinnslu og háum kostnaði. Til að bregðast við þessu notar þessi rannsókn á nýstárlegan hátt UV píkósekúndna leysiætingu til að búa nákvæmlega til reglubundnar örbyggingar á yfirborði CNTs/CIP samsettra örbylgjuofna-gleypandi húðunar, og ná þannig fram samverkandi aukningu á bæði ofurvatnsfælni og örbylgjuofni{12}}gleypni.
1. Einkenni örbylgjuofna-gleypniefna og rafsegulfræðilegra eiginleika samsettra húðunar
Í þessari rannsókn voru misskipulögð kolefnis nanórör (CNT) með spíralformgerð útbúin úr CO₂ með bráðinni -saltaðferð og notuð til að skipta að hluta til um karbónýljárnduft (CIP) við framleiðslu á samsettri örbylgjuofn-gleypandi húðun. Innleiðing CNTs minnkaði ekki aðeins fylliefnisinnihaldið heldur hélt einnig við segulmagnaðir tapsgetu vegna eðlislægs ferromagnetism nanóröranna. Ennfremur, myndun samfellts leiðandi nets, mikil milliflataskautun og margþætt rafsegulbylgjudreifing framkallað af spólubyggingunni, fínstillti í sameiningu rafeiginleikana og léttir þannig á vandamálum viðnámsmisræmis sem venjulega stafar af háum rafsegulfasta hreins CIP. Mælingar á rafsegulbreytum sýndu að CNT/CIP samsett húðun sýndi jafnvægi raf- og segulmagnaðir eiginleika, sem auðveldaði skilvirka viðnámssamsvörun og rafsegulbylgjudeyfingu. Við þykkt 1,3 mm náði húðunin skilvirkri frásogsbandbreidd (EAB) upp á 4,12 GHz og lágmarks endurkaststap (RLₘᵢₙ) upp á -15,1 dB, sem sýnir framúrskarandi örbylgjuofnupptöku.
2. Rafsegulhermunarhönnun örbygginga
Til að kanna áhrif örbygginga á frammistöðu húðunar notaði þessi rannsókn CST Studio Suite hugbúnað til að framkvæma rafsegulhermir á tvenns konar reglubundnum örbyggingum: súlulaga og hunangsseimu. Niðurstöðurnar benda til þess að ætingardýpt hafi marktæk áhrif á endurspeglun húðunar, en hliðarstærðir örbygginganna (eins og stoðradíus og bil) hafa tiltölulega lítil áhrif á bylgjugleypni-. Þetta er vegna þess að stærð örbyggingar er mun minni en rafsegulbylgjulengd á 2–18 GHz tíðnisviðinu, sem kemur í veg fyrir myndun sterkra truflanaáhrifa. Niðurstöður hermuna sýna að aukin ætingardýpt færir bæði frásogstoppinn og virka frásogsbandbreiddina (EAB) í átt að hærri tíðni án þess að breyta bandbreiddinni sjálfri verulega. Þessar niðurstöður veita mikilvægar leiðbeiningar til að fínstilla hagnýtar breytur ætsunarferlis: með því að stjórna ætingardýptinni á viðeigandi hátt er hægt að ná ofurvatnsfælinum eiginleikum á sama tíma og hún heldur upprunalegum, framúrskarandi bylgjugleypni-húðarinnar.
3. Áhrif leysirætingar á vatnsfælin og örbylgjuofn-gleypingareiginleika húðunar
Reglubundnar stoðir -eins og hunangsseimur -líkar örbyggingar voru nákvæmlega framleiddar á húðunaryfirborðinu með UV píkósekúndu leysimerkjavél. Einkenni með SEM og 3D smásjá staðfestu að leysiræting gæti smíðað nákvæmlega hönnuð örbyggingu; ætuðu útskotin sýndu einsleita hæð og reglubundin mannvirki héldust ósnortin. Bleytaprófanir leiddu í ljós að vatnssnertihorn óspillta húðflötsins var aðeins 71,5 gráður, en vatnssnertihornið á yfirborði sýnis A1 náði 151,2 gráðum eftir leysiætingu stoða-líkra mannvirkja, sem sýnir framúrskarandi ofurvatnsfælni. Greining á burðarvirkjum benti til þess að -líka burðarvirkin buðu upp á yfirburða vatnsfælni samanborið við -líka burðarvirki; stöðugt Cassie ástand-og þar með áreiðanlegt ofurvatnsfælni- gæti náðst þegar d/c hlutfallið var undir 0,15 og hæðin féll á bilinu 100–180 μm. Athyglisvert er að áhrif leysirætingar á örbylgjuofn-gleypni var hverfandi. Að undanskildu sýni B4, sem sýndi umtalsvert frávik vegna of-ætingar, héldu öll önnur sýni góð örbylgjuofn-gleypni. Virka frásogsbandbreidd (EAB) sýnishornanna A4 og B4 náði 5,2 GHz og 5,3 GHz, í sömu röð, umfram önnur tilkynnt örbylgjuofn-gleypa húðun með þykkt undir 1,5 mm. Þetta sýnir fram á að leysiræting gerir skilvirka og nákvæma framleiðslu vatnsfælna örbygginga kleift á sama tíma og örbylgjuofn-gleypni.
Þessi rannsókn þróaði einfalda og stjórnanlega stefnu sem notar UV píkósekúndna leysiætingu til að búa nákvæmlega til reglubundnar örbyggingar á yfirborði CNTs/CIP-styrktar pólýúretanhúðunar, og ná þannig fram samverkandi hagræðingu á yfirborðsvatnsfælni og frásogsgetu örbylgjuofna. Helstu niðurstöður eru sem hér segir: (1) Laser-ætar súlulaga örbyggingar jók snertihornið úr 71,5 gráðum í 151,2 gráður, sem gerir ofurvatnsfælni kleift án þess að þörf sé á frekari flúorun; (2) Við 1,3 mm þykkt náði bjartsýni örbyggingarhúðun skilvirkri frásogsbandbreidd (EAB) upp á 5,3 GHz-þeirri breiðustu sem greint hefur verið frá fyrir þessa þykkt-samhliða því að halda fullkomlega innri frásogsgetu örbylgjuofna; (3) Þessi stefna einkennist af fjölhæfni sinni, efnislegu sjálfstæði og mikilli nákvæmni, sem býður upp á vænlega möguleika á að uppfæra núverandi örbylgjuofnupptökukerfi og búa til fjölvirk samþætt tæki fyrir háan-raka og ætandi umhverfi. Framtíðarrannsóknir gætu kannað enn frekar fínstillingu á leysiætsbreytum fyrir ýmis örbylgjuofn-gleypandi fylliefniskerfi og stækkað beitingu tækninnar yfir í fjölvirka samþætta húðun fyrir snjalla laumu- og rafsegulvörn.
