غلامرضا نبیونی

نانو کامپوزیت‌ها به‌عنوان دسته مهمی از مواد ترکیبی با بهره‌گیری از خواص تک تک اجزاء سازنده خود و خواص مواد نانومقیاس اهمیت و کاربرد بسیاری در صنایع و فناوری پیدا کرده‌اند. نانوکامپوزیت‌های حاوی پلیمرهای رسانا و نانوذرات فری‌مغناطیس، به‌دلیل ویژگی‌های منحصربفردی که دارند، می‌توانند یک راهکار عملی مناسب در تکنولوژی رادارگریزی و حافظت از تداخل امواج الکترومغناطیسی باشند. در این رساله ابتدا نانوذرات فری‌مغناطیس نرم، سخت و ترکیبی با روش‌های فراصوت، امواج مایکروویو و سل_ ژل خود احتراقی سنتز شدند و خواص ساختاری، سطحی و مغناطیسی آن‌ها مورد بررسی قرار گرفت. بیشترین مقدار میدان وادارندگی در نانوذرات NixMn1-xFe2O4 سنتز شده به روش فراصوت، برابر Oe303 به ازای 5/0x= بدست آمد. همچنین نانوذرات کامپوزیتی BaFe12O19/Ni0.5Mn0.5Fe2O4 دارای خاصیت مغناطیسی سخت با میدان وادارندگی Oe 960 و یک جفت‌شدگی تبادلی قوی بودند. در مرحله بعد نانوذرات فری‌مغناطیسی سنتز شده به‌عنوان بخش پرکننده درون زمینه پلیمرهای رسانا شامل پلی آنیلین و پلی پیرول قرار گرفتند و نانوکامپوزیت‌های پلیمر رسانا/ فری‌مغناطیس شکل گرفت. نانوکامپوزیت‌ها‌ در ساختارهای مختلف شامل لایه ‌نازک، لایه‌های ضخیم، نانوفیبرها و ذرات مغزی- پوسته سنتز شدند. ضمن بررسی خواص ساختاری و مغناطیسی نانوکامپوزیت‌ها، مکانیزم‌های مختلف جذب امواج الکترومغناطیسی برای آن‌ها شرح داده شده و اتلاف بازتاب توسط تحلیلگر شبکه برداری اندازه‌گیری شد. مشخص شد که در نانوکامپوزیت‌های Ba0.5Sr0.5Fe12O19/PANI کمینه تلفات بازتاب متعلق به ساختار لایه ضخیم با dB 99/16-RLmin= و GHz 2/11fmin= می‌باشد. همچنین بیشترین پهنای باند جذبی در نانوکامپوزیت‌های (Ba0.5Sr0.5Fe12O19)x/(Ni0.5Mn0.5Fe2O4)1-x/PPY برابر GHz 75/2 به ازای 5/0x= بود. از آنجا که می‌توان با تغییر نسبت نانوذرات فری‌مغناطیس به مونومر در فرآیند پلیمریزاسیون در حضور نانوذرات، عملکرد ماده‌ی جاذب امواج الکترومغناطیسی را در بازه فرکانسی موردنظر بر اساس کاربرد آن تنظیم و بهینه نمود، نانوکامپوزیت‌های BaFe12O19/Ni0.5Mn0.5Fe2O4@PANI با نسبت‌های وزنی مختلف نانوذرات به مونومر سنتز شدند. حضور نانوذرات در ماتریس پلیمری منجر به افزایش پایداری حرارتی پلیمر و کاهش خاصیت مغناطیسی نانوذرات شد و کمترین میزان تلفات بازتاب و بیشترین پهنای باند جذبی در نسبت وزنی یکسان نانوذرات و آنیلین، به ترتیب برابر dB 98/36-RLmin= و GHz 87/4 حاصل شد.