Ossido di grafene ed assorbimento elettromagnetico

Dicembre 29, 2024 5g, Grafene, Studi scientifici

L’articolo dimostra che l’ossido di grafene ridotto rGO può assorbire efficacemente le onde elettromagnetiche, in particolare facendo riferimento alle emissioni 5G.

Veronica Baker


Ossido di grafene ed assorbimento elettromagnetico nella tecnologia 5G

Studio di riferimento

Chen, Y.; Fu, X.; Liu, L.; Zhang, Y.; Cao, L.; Yuan, D.; Liu, P. (2019). Millimeter wave absorbing property of flexible graphene/acrylonitrile-butadiene rubber composite in 5G frequency band. Polymer-Plastics Technology and Materials, 58 (8), 903-914. https://sci-hub.mksa.top/10.1080/03602559.2018.1542714



Fatti analizzati

Questo studio analizza i test di assorbimento di onde elettromagnetiche di emettitori 5G in materiali a base di ossido di grafene ridotto “rGO“.

A tal fine sono state studiate le variabili di frequenza e larghezza di banda, con varie varianti del “rGO“, e sono state evidenziate le migliori caratteristiche di assorbimento del tipo rGO/NBR in un range di frequenza compreso tra 26,5 e 40 GHz.

NBR è un copolimero di gomma nitrile e butadiene, noto anche come Perbunan.
Si tratta di un copolimero caratterizzato da resistenza all’attrito, degradabilità senza temperatura, resistenza agli acidi e proprietà antistatiche.

Tuttavia, può essere fragile se sottoposto all’ozono o alla luce ultravioletta.


Ossido di grafene ed assorbimento elettromagnetico
Fig. 1 : Assorbimento delle onde elettromagnetiche 5G

I ricercatori concludono che rGO/NBR è il materiale ottimale perché raggiunge il valore di indice di riflessione delle onde elettromagnetiche (microonde) più basso di qualsiasi altro materiale, con un valore di -45 dB a 35,4 GHz, che consente l’assorbimento di quasi tutte le trasmissioni 5G.

È molto significativa una delle conclusioni dell’articolo che afferma quanto segue : “Pertanto, la capacità di assorbimento delle microonde dei compositi potrebbe essere regolata cambiando il tempo di riduzione e lo spessore del campione, il che facilita la personalizzazione del materiale di assorbimento elettromagnetico ottimale per esigenze specifiche.

Oltre ai fattori menzionati sopra, la dimensione dei grani di rGO e la loro dispersione in NBR sono presumibilmente fattori influenti sull’assorbimento delle onde EM“.

Ciò significa che si ha una conoscenza molto completa dei fattori che determinano l’assorbimento delle onde elettromagnetiche in base alle applicazioni e agli usi desiderati.


Ossido di grafene ed assorbimento elettromagnetico
Fig 2.: Immagini al microscopio elettronico a scansione (SEM) del materiale rGO / NBR discusso nell’articolo

Ossido di grafene ed assorbimento elettromagnetico
Fig 3. : Micrografie del materiale 7h-rGO / NBR

D’altra parte, la letteratura citata nell’articolo è stata sottoposta a revisione, prestando particolare attenzione ai riferimenti che si riferiscono specificamente all’ossido di grafene GO.

Tra tutti, merita una menzione particolare lo studio di (Chen, D.; Wang, G.S.; He, S.; Liu, J.; Guo, L.; Cao, M.S., 2013) sulla “produzione controllabile di nanocompositi rGO-ematite mono-disperso e le loro migliorate proprietà di assorbimento delle onde“, che evidenzia nel titolo l’obiettivo di produrre nanomateriali di ossido di grafene ridotto rGO con proprietà di assorbimento delle onde facilmente regolabili per intervalli di frequenza.

In questo caso, il materiale è costituito da un cristallo di ematite rivestito di rGO.
L’ematite è un ossido di ferro della classe trigonale/esagonale che si magnetizza dopo essere stato riscaldato o eccitato da microonde (Bødker, F.; Hansen, M. F.; Koch, C. B.; Lefmann, K.; Mørup, S. 2000; Wang, W. W.; Zhu, Y. J.; Ruan, M. L. 2007).


Ossido di grafene ed assorbimento elettromagnetico
Fig. 4. : Processo di formazione di RGO-ematite

Riflessioni finali

L’articolo dimostra che l’ossido di grafene ridotto rGO può assorbire efficacemente le onde elettromagnetiche, in particolare con riferimento alle emissioni 5G.

Data la capacità di assorbimento delle onde dell’ossido di grafene “GO” o del suo derivato ossido di grafene ridotto “rGO”, la sua inoculazione nel corpo umano potrebbe rappresentare un rischio per la salute.

Infatti, secondo (Tien, HN; Luan, VH; Cuong, TV; Kong, BS; Chung, JS; Kim, EJ; Hur, SH 2012), l’applicazione delle microonde sull’ossido di grafene GO provoca la deossigenazione dello stesso ossido di grafene, con conseguente riduzione dell’ossido di grafene rGO e dei “radicali liberi“.

Questi radicali liberi sono direttamente correlati all’interruzione dell’omeostasi (ovvero il normale funzionamento) dei mitocondri, responsabili della respirazione cellulare, il che può portare a effetti collaterali significativi.

La letteratura sulla riduzione dell’ossido di grafene da parte delle microonde è ampia, sia per riferimento diretto che indiretto, e può includere i seguenti lavori di (Jakhar, R. et al., 2020) e (Tang, S. et al., 2019), che confermano ancora una volta l’interazione tra microonde, 5G e ossido di grafene.


Ossido di grafene ed assorbimento elettromagnetico
Fig. 5.: Immagini del processo di riduzione dell’ossido di grafene

Bibliografia

1.Bødker, F.; Hansen, MF; Koch, CB; Lefmann, K.; Morup, S. (2000). Magnetic properties of hematite nanoparticles. Physical Review, 61 (10), 6826.  https://doi.org/10.1103/PhysRevB.61.6826

2.Chen, D.; Wang, GS; He, S. .; Liu, J.; Guo, L.; Cao, MS (2013). Controllable fabrication of mono-dispersed RGO–hematite nanocomposites and their enhanced wave absorption properties. Journal of Materials Chemistry A, 1 (19), pp. 5996-6003. https://doi.org/10.1039/C3TA10664K

3.Jachar, R.; Yap, JE; Joshi, R. (2020). Microwave reduction of graphene oxide. Carbon. 170, pagg. 277-293    https://doi.org/10.1016/j.carbon.2020.08.034

4.Tang, S.; Jin, S.; Zhang, R.; Liu, Y.; Wang, J.; Hu, Z.; Jin, M. (2019). Effective reduction of graphene oxide via a hybrid microwave heating method by using mildly reduced graphene oxide as a susceptor. Applied Surface Science, 473, pp. 222-229. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2018.12.096

5.Tie, HN; Luan, VH; Cuong, TV; Kong, BS; Chung, JS; Kim, EJ; Hur, SH (2012). Fast and simple reduction of graphene oxide in various organic solvents using microwave irradiation. Journal of nanoscience and nanotechnology, 12 (7), pp. 5658-5662. https://doi.org/10.1166/jnn.2012.6340
6.Wang, WW; Zhu, YJ; Ruan, ML (2007). Microwave-assisted synthesis and magnetic property of magnetite and hematite nanoparticles. Journal of Nanoparticle Research, 9 (3), pp. 419-426. https://doi.org/10.1007/s11051-005-9051-8


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