Бул изилдөө, натрий лигносульфонатыtan üretilen тешиктүү көмүртек аэрогелдериin электромагниттик толкун сиңирүү performansını geliştirmek amacıyla кош кайчылаш байланышlı bir гидрогель sistemi tasarlamıştır. Sistemin birinci ağı, темир iyonları ile таннин кислотасы ve lignin üzerindeki фенолдук топтор arasında oluşan металл-фенолдук koordinasyon yapısından; ikinci ağı ise akrilik asidin радикалдык полимерлешүүundan oluşmaktadır. Hazırlanan гидрогелдер алдын ала тоңдуруу, тоңдуруп кургатуу ve 800 °C’de iki saat көмүртектештирүү işlemlerinden geçirilmiştir.

Sodyum lignosülfonat ile таннин кислотасы arasındaki kütle oranı 1:1, 10:1, 20:1 ve 50:1 olarak değiştirilmiş; elde edilen көмүртек аэрогелдери LSCA-1, LSCA-2, LSCA-3 ve LSCA-4 olarak adlandırılmıştır. En dengeli mikro, mezo ve макротешикче yapısı 20:1 oranındaki LSCA-3 numunesinde gözlenmiştir. Bu numunenin жалпы тешикче көлөмү 0,9866 cm³/g, мезотешикче hacmi 0,245 cm³/g ve өзгөчө беттик аянт 1885,580 m²/g olarak билдирилген. En жогорку өзгөчө беттик аянт ise 1986,603 m²/g ile LSCA-2’de ölçülmüştür.

Elektromanyetik өлчөөlerde LSCA-3, 3,5 mm eşleşme kalınlığında ve 8 GHz жыштыкta −43,469 dB минималдуу чагылуу жоготуусуna ulaşmıştır. Etkili soğurma полоса кеңдиги 5,48 GHz olarak маалыматlmiştir. Изилдөөчүлөр bu sonucu; тешикчелер içinde uzayan көп жолу чагылуу жана чачыроо yolları, karbon iskeletteki өткөрүмдүүлүк жоготуусу, kusur ve fonksiyonel gruplardan doğan диполдук полярлануу, karbon-hava ara yüzeylerindeki Maxwell-Wagner kutuplanması, темир компоненттерinin sağladığı sınırlı магниттик жоготуу ve uygun импеданс шайкештигиnun ortak etkisiyle түшүндүрмөktadır.

Изилдөө, лигнин негизиндеги көмүртек аэрогелдериin hafif ve geniş bantlı электромагниттик толкун soğurucular için aday olabileceğini көрсөтөт. Bununla birlikte numunenin парафин içindeki dolgu oranı açıklanmamış, tekrarlı өлчөөler ve hata değerleri маалыматlmemiş, mekanik dayanım ile çevresel туруктууlık incelenmemiş ve gerçek bir elektronik cihaz ya da kaplama üzerinde валидация yapılmamıştır. “Çevre dostu” ve “төмөн maliyetli” olduğu yönündeki ifadeler de yaşam döngüsü veya maliyet analiziyle desteklenmemiştir.

Түркия жагынан değerlendirme: Түркия’nin kâğıt, selüloz, ahşap işleme ve biyokütle sektörlerinden elde edilebilecek lignin yan ürünlerinin elektromanyetik koruma malzemelerine dönüştürülmesi; elektronik, telekomünikasyon, savunma, авиация, otomotiv ve teknik tekstil alanlarında жогорку katma değerli bir araştırma yönü oluşturabilir. Yaklaşımın Түркияда uygulanabilmesi için yerel lignin kaynaklarının kimyasal bileşimi belirlenmeli; гидрогель formülasyonu, көмүртектештирүү atmosferi, dolgu oranı, mekanik dayanım, нымдуулук-температура dayanıklılığı, өрт davranışı ve gerçek kompozit veya tekstil yüzeylerindeki performans doğrulanmalıdır. Бул изилдөөdan malzemenin түз 5G cihazlarında, radar sistemlerinde, askerî platformlarda veya insan sağlığını koruyan ürünlerde kullanılmaya hazır olduğu sonucu çıkarılamaz.

Изилдөөнүн ele aldığı problem nedir?

Elektronik cihazların, kablosuz haberleşme altyapısının, 5G sistemlerinin ve nesnelerin interneti колдонмолорının yaygınlaşması; çevredeki электромагниттик толкун yoğunluğunu ve elektronik sistemler arasındaki girişim riskini artırmaktadır. Bu durum hassas cihazların изилдөөsını etkileyebilen ve elektromanyetik uyumluluk sorunlarına yol açabilen bir mühendislik problemi oluşturmaktadır.

Elektromanyetik dalga soğurucu bir malzemeden genel olarak şu özellikler beklenmektedir:

• Düşük yoğunluk ve төмөн toplam ağırlık,
• Gelen dalgaların yüzeyden geri yansıtılmadan malzeme içine girebilmesi,
• Elektromanyetik enerjinin malzeme içinde ар башка kayıp mekanizmalarıyla tüketilmesi,
• Geniş bir жыштык aralığında soğurma,
• Düşük kalınlıkta yeterli performans,
• Ucuz ve sürdürülebilir hammaddelerle üretilebilme.

Karbon aerojeller төмөн yoğunluk, жогорку тешиктүүlik ve geniş өзгөчө беттик аянтna sahiptir. Ancak saf karbon yapılar aşırı elektriksel iletkenlik gösterebilir. Bu durumda hava ile malzeme arasındaki empedans farkı büyüyerek электромагниттик толкунların öнымдуулукli bir bölümü yüzeyden geri yansıyabilir. Saf karbonun temel kayıp mekanizması диэлектрдик жоготууtır; manyetik kaybın bulunmaması geniş bantlı soğurmayı sınırlandırabilir.

Lignin neden seçilmiştir?

Lignin, bitkilerin клетка duvarındaki aromatik yapılı doğal polimerlerden biridir ve selüloz-kâğıt üretimi gibi süreçlerde büyük miktarda yan ürün olarak ortaya çıkabilir. Aromatik karbon yapısı sayesinde karbonlaştırılarak тешиктүү karbon malzemelere dönüştürülebilir.

Изилдөөda натрий лигносульфонаты колдонулган. Изилдөөчүлөр bu hammaddenin:

• Yenilenebilir biyokütle kökenli olması,
• Fenolik ve diğer işlevsel gruplar taşıması,
• Metal iyonlarıyla koordinasyon yapabilmesi,
• Karbon aerojel öncülü olarak kullanılabilmesi,
• Geleneksel жогорку maliyetli karbon öncüllerine alternatif oluşturabilmesi

nedeniyle tercih edildiğini belirtmektedir.

Çift кайчылаш байланыш mekanizması nedir?

Sayfa 5’teki Şekil 2, гидрогель yapısında iki ар башка ağın ошол эле anda oluşturulduğunu көрсөтөт.

Metal-fenolik ağ

Fe³⁺ iyonları, tannik asidin фенолдук топторı ve lignin üzerindeki uygun işlevsel gruplarla koordinasyon bağları kurmaktadır. Böylece Fe³⁺-TA ve Fe³⁺-lignin bağlantılarından oluşan fiziksel-kimyasal bir ağ meydana gelmektedir.

Radikal polimerizasyon ağı

Akrilik asit, persülfat başlatıcısı yardımıyla polimerleşerek poliакрил кислотасы zincirleri oluşturmakta; lignin yapısına bağlanma veya zincirler arası dolaşma yoluyla ikinci bir ağ meydana getirmektedir.

Bu iki ağın birbirinin içine geçmesi, гидрогельin dondurularak kurutulmasından sonra üç boyutlu тешиктүү bir iskelet bırakmaktadır. Изилдөөчүлөр, натрий лигносульфонаты/таннин кислотасы oranı değiştirilerek металл-фенолдук ağın yoğunluğunun ve dolayısıyla nihai көмүртек аэрогелиin тешикче yapısının ayarlanabileceğini ileri sürmektedir.

Malzemeler

• Sodyum lignosülfonat,
• Tannik asit,
• Akrilik asit,
• Ferrik klorür hekzahidrat, FeCl₃·6H₂O,
• Persülfat esaslı радикал başlatıcı,
• pH ayarı için 1 mol/L sodyum hidroksit çözeltisi.

Kaynak içinde başlatıcının adı ve kısaltması tutarlı değildir. Malzemeler bölümünde “ammonium persulphate (KPS)” yazılmış, ortogonal tasarımda ve mekanizma şemasında ise “APS” колдонулган. KPS ve APS ошол эле kısaltma değildir; изилдөөda gerçekte hangi persülfat tuzunun kullanıldığı kesin biçimde açıklığa kavuşturulmamıştır.

Hazırlama işlemi

1. Sodyum lignosülfonat ve таннин кислотасы içeren çözelti hazırlanmıştır.
2. pH, 1 mol/L NaOH kullanılarak 8–10 aralığına ayarlanmıştır.
3. Karışıma 0,09 g темир хлориди гексагидраты, 0,2 g persülfat başlatıcısı ve 2 mL акрил кислотасы eklenmiştir.
4. Karışım jel oluşuncaya kadar karıştırılmıştır.
5. Hidrojel −20 °C’de 24 saat алдын ала тоңдурууya alınmıştır.
6. Donmuş гидрогель 48 saat dondurarak kurutulmuştur.
7. Elde edilen aerojel tüp fırında 800 °C’de iki saat karbonlaştırılmıştır.

Изилдөөda көмүртектештирүү sırasında kullanılan atmosfer, инерт газ türü ve debisi, ısıtma hızı, soğutma hızı, başlangıç çözelti hacmi, sabit tutulan таннин кислотасы miktarı ve her bir oran için kullanılan gerçek натрий лигносульфонаты kütlesi маалыматlmemiştir. Bu eksiklikler üretimin bağımsız olarak tekrarlanmasını sınırlandırmaktadır.

Ortogonal deney tasarımı neden колдонулган?

Hidrojel sisteminde birden fazla компонентin bulunması nedeniyle dört faktörlü ve üç seviyeli bir ортогоналдык эксперимент tasarımı uygulanmıştır. Değerlendirme ölçütü минималдуу чагылуу жоготуусу, RL_min, olarak seçilmiştir.

Tabloda “Fe³⁺ miktarı” yazılmakla birlikte маалыматlen kütlelerin elementel Fe³⁺ miktarına mı yoksa FeCl₃·6H₂O kütlesine mi karşılık geldiği açıklanmamıştır.

Dokuz ортогоналдык экспериментin sonuçları

Aralık analizine göre faktörlerin etki sırası şu şekilde маалыматlmiştir:

\[ A\,(16{,}44) > B\,(16{,}27) > C\,(13{,}61) > D\,(6{,}77) \]

Bu sonuç, NaLS:TA oranının incelenen faktörler içinde en жогорку değişime karşılık geldiğini көрсөтөт. Ancak A ve B faktörlerinin aralıkları birbirine çok yakındır. Изилдөө Fe miktarının hem тешикче yapısını hem manyetik özellikleri değiştirebileceğini belirterek bu faktörü ayrı bir gelecek araştırmasına bırakmış, sonraki deneylerde гана NaLS:TA oranını sistematik olarak değiştirmiştir.

Öнымдуулукli bir yorum sınırı vardır: Dokuz deney içindeki en кубатlü чагылуу жоготуусу −52,61 dB’dir. Sonraki kontrollü oran serisinde “en iyi” olarak tanımlanan LSCA-3 ise −43,469 dB vermiştir. Dolayısıyla LSCA-3, bütün изилдөөdaki mutlak en negatif RL değeri değildir; гана diğer компоненттерin sabit tutulduğu dört oranlı seri içindeki en dengeli ve en geniş bantlı numunedir. Изилдөө bu kapsam farkını yeterince açık ifade etmemektedir.

Dört kontrollü numune

SEM görüntüleri ne көрсөтөт?

Sayfa 11’deki Şekil 3, dört numunenin 1 µm ve 500 nm ölçeklerindeki yüzeylerini салыштырат.

LSCA-1

Üst üste binmiş, pul benzeri yapılar ve seyrek, düzensiz тешикчелер görülmektedir. Bazı küçük тешикчелерin daha büyük boşluklarla birleşerek mikro ve мезотешикче hacmini azalttığı yorumlanmıştır.

LSCA-2

Daha düzgün yüzeyli, eliptik ve uzamış düzensiz тешикчелер görülmektedir. Mikro тешикче miktarı ve өзгөчө беттик аянт жогорку olmakla birlikte мезотешикче hacmi diğer örneklere göre төмөн kalmıştır.

LSCA-3

Yoğun ve bal peteğine benzeyen bir yapı sergilemiştir. Büyük тешикчелерin iç duvarlarında daha küçük тешикчелерin bulunması “тешикче içinde тешикче” biçiminde tanımlanan makro-mezo-mikro hiyerarşisini түзгөн.

LSCA-4

Yüzey daha yoğun ve düzgün hâle gelmiş, belirgin büyük тешикчелерin sayısı азайган. Изилдөөчүлөр bunu fazla натрий лигносульфонатыın aglomerasyonu ve karbon duvarlarının kalınlaşmasıyla ilişkilendirmiştir.

Genel eğilim, натрий лигносульфонаты oranı arttıkça тешикче miktarının önce artması, 20:1 oranından sonra ise azalmasıdır.

Özgül yüzey alanı ve тешикче hacimleri

LSCA-2 en жогорку өзгөчө беттик аянтna ve микротешикче hacmine sahiptir. LSCA-3 ise en жогорку мезотешикче hacmi ve жалпы тешикче көлөмүni көрсөтөт. Изилдөөчүлөр, гана yüzey alanının жогорку olmasının yeterli olmadığını; ар башка boyuttaki тешикчелер arasındaki dengenin электромагниттик толкунnın malzemeye girmesi ve içeride saçılması için daha öнымдуулукli olduğunu savunmaktadır.

Kaynak içindeki bir paragraf LSCA-3’ün “en büyük өзгөчө беттик аянтna ve жалпы тешикче көлөмүne” sahip olduğunu söylemektedir. Tablo 4 bu ifadenin yüzey alanı bölümünü валидацияmaktadır: en жогорку yüzey alanı LSCA-2’dedir. LSCA-3 гана toplam ve мезотешикче hacminde birincidir.

Azot adsorpsiyon-desorpsiyon analizi

Gözenek dağılımı 0–2 nm bölgesinde кубатlü bir tepe göstermiş ve yapının öнымдуулукli bölümünün микротешикчеlerden oluştuğu belirtilmiştir. 2–5 nm bölgesinde LSCA-3’ün daha gelişmiş мезотешикче dağılımına sahip olduğu көрүлгөн.

İzotermler, микротешикчеlere özgü Tip I davranış ile мезотешикчеlere ve kılcal yoğunlaşmaya işaret eden Tip IV/H1 histerezis özelliklerinin birlikte bulunduğu şeklinde yorumlanmıştır. Bu iki davranışın birlikteliği иерархиялык тешикче yapısının kanıtı olarak sunulmuştur.

Raman sonucu

LSCA-3 için болжол менен 1350 cm⁻¹’de D bandı ve 1585 cm⁻¹’de G bandı көрүлгөн. Yoğunluk oranı:

\[ I_D/I_G=0{,}99 \]

olarak маалыматlmiştir. D bandı düzensizlikleri ve kusurları, G bandı ise sp² bağlı grafitik karbon yapısını temsil etmektedir. Yaklaşık 1’e yakın oran, iletken grafitik bölgeler ile kutuplanmaya katkı sağlayabilecek kusurlar arasında bir denge olduğu şeklinde yorumlanmıştır.

Raman grafiği гана LSCA-3 için sunulduğundan натрий лигносульфонаты/таннин кислотасы oranının grafitleşme derecesini nasıl değiştirdiği түз karşılaştırılamamaktadır. Ayrıca темирin “katalitik grafitleşme” sağladığı ileri sürülmüş, fakat темирsiz kontrol numunesi bulunmadığından bu etki bağımsız olarak gösterilmemiştir.

XRD ve EDS sonuçları

XRD deseninde 2θ = 52,5° çevresindeki (110) piki kristal Fe fazıyla, 30,4° çevresindeki (002) piki ise karbon yapısıyla ilişkilendirilmiştir. Изилдөөчүлөр темирin көмүртектештирүү sonrasında iyonik veya amorf kümeler hâlinde kalmadığını, kristal parçacıklara dönüştüğünü ileri sürmektedir.

EDS haritasında bildirilen atom yüzdeleri şöyledir:

Demirin görüntü alanı içinde görece düzenli dağıldığı көрүлгөн. Ancak XRD ve EDS, manyetik parçacıkların boyutunu, tam faz bileşimini, yükseltgenme durumunu veya manyetik doygunluğunu belirlememektedir. VSM, XPS, TEM veya Mössbauer gibi ek bir өлчөө bulunmadığından “manyetik parçacıkların homojen dağılımı” ve “кубатlü магниттик жоготуу” ifadeleri sınırlı kanıta dayanmaktadır.

FTIR raporlamasındaki sorun

Ыкма bölümünde FTIR için 4000–5000 cm⁻¹ өлчөө aralığı маалыматlmiştir. Aralığın alt ve üst sınırları alışılmış bir tam spektrum taramasına karşılık gelmemekte ve изилдөөda herhangi bir FTIR grafiği veya fonksiyonel grup sonucu sunulmamaktadır. Bu nedenle FTIR өлчөөünün gerçekten hangi aralıkta yapıldığı ve sonuçların mekanizma yorumuna nasıl katkı sağladığı belirleнымдуулукemektedir.

Elektromanyetik parametreler nasıl ölçülmüştür?

Karbon aerojel tozu парафинle karıştırılmış ve iç çapı 3 mm, dış çapı 7 mm olan концентрдик шакекlar hâline preslenmiştir. AV 3672B вектордук тармак анализатору kullanılarak 2–18 GHz aralığında bağıl аралашşık elektriksel geçirgenlik ve bağıl аралашşık manyetik geçirgenlik ölçülmüştür.

Numune/парафин kütle oranı “belirli bir oran” şeklinde ifade edilmiş, fakat sayısal olarak маалыматlmemiştir. Dolgu oranı ölçülen ε ve μ değerlerini түз etkileyebileceğinden bu eksiklik performansın yeniden üretilmesi ve diğer изилдөөlarla karşılaştırılması açısından kritiktir.

Yansıma kaybı

Yansıma kaybı şu ifadeyle hesaplanmıştır:

\[ RL=20\log_{10}\left|\frac{Z-1}{Z+1}\right| \]

Burada Z, malzemenin normalize edilmiş giriş empedansını temsil etmektedir. RL değeri daha negatif hâle geldikçe yüzeyden geri dönen sinyalin azaldığı kabul edilmektedir.

LSCA-3, dört kontrollü numune arasında hem en negatif минималдуу чагылуу жоготуусуnı hem de en geniş bildirilen полоса кеңдигиni камсыз кылган. Изилдөөda “эффективдүү сиңирүү тилке кеңдиги” için kullanılan RL eşik değeri açıkça tanımlanmamıştır. Bu nedenle 5,48 GHz değerinin hangi matematiksel sınırla hesaplandığı kaynak üzerinden kesin olarak yeniden kurulamaz.

Dielektrik kayıp

Karmaşık elektriksel geçirgenliğin gerçek bölümü ε′ elektromanyetik enerjiyi depolama, sanal bölümü ε″ ise enerjiyi elektriksel kayıplarla tüketme kapasitesiyle ilişkilendirilmiştir.

Dielektrik kayıp tanjantı:

\[ \tan\delta_\varepsilon=\frac{\varepsilon''}{\varepsilon'} \]

şeklinde tanımlanmıştır.

ε′ ve ε″ değerleri жыштык yükseldikçe genel olarak azalmış, eğrilerde birden fazla tepe ve dalgalanma көрүлгөн. Bunlar ар башка kutuplanma gevşemeleriyle ilişkilendirilmiştir. Karbon iskeletteki kusurlar, polar gruplar ve karbon-hava ara yüzeyleri ар башка gevşeme süreçlerinin kaynakları olarak gösterilmiştir.

Cole-Cole analizi

Kaynakta Cole-Cole bağıntısı şu şekilde yazılmıştır:

\[ (\varepsilon''-\varepsilon_0)^2+(\varepsilon'')^2=(\varepsilon_s-\varepsilon_\infty)^2 \]

Bağıntının her iki karesel teriminde ε″ kullanılması, denklemi bir ε′–ε″ yarım daire ilişkisi olarak işlevsiz hâle getirmektedir. Ayrıca sağ tarafta beklenen yarıçap ölçeklemesi ve merkez terimleri açıklanmamıştır. Denklem kaynakta bu biçimde yer aldığı için düzeltilmemiştir; маалыматlen ifadeyle Cole-Cole eğrileri bağımsız olarak yeniden üretilemez.

Grafiklerdeki çoklu düzensiz yaylar birden fazla Debye tipi olmayan gevşeme, аралык бет полярлануусу ve өткөрүмдүүлүк жоготуусу bulunduğu şeklinde yorumlanmıştır. Kuyruklardaki doğrusal bölümler iletken kayıpla ilişkilendirilmiştir.

Manyetik kayıp

Manyetik kayıp tanjantı:

\[ \tan\delta_\mu=\frac{\mu''}{\mu'} \]

olarak tanımlanmıştır.

Изилдөөda bazı жыштыкlarda μ″ değerlerinin negatif olduğu görülmektedir. Изилдөөчүлөр bunu malzeme içinde oluşan elektrik alan ile manyetik enerji arasındaki enerji alışмаалыматşiyle түшүндүрмөktadır. Ancak өлчөө kalibrasyonu, numune homojenliği, fixture düzeltmesi veya negatif μ″ değerlerinin tekrarlanabilirliği raporlanmadığından yorum kesinleştirilememektedir.

Manyetik kayıp tanjantının диэлектрдик жоготуу tanjantından belirgin biçimde daha küçük olduğu belirtilmiştir. Bu durum toplam soğurmanın temel olarak диэлектрдик жоготууlara dayandığını, темирin manyetik katkısının ise ikincil olduğunu көрсөтөт.

Girdap токı katsayısı

Изилдөөda куюн ток değerlendirmesi için:

\[ C_0=\mu''(\mu')^{-2}f^{-1} \]

ifadesi колдонулган. C₀ değerinin жыштыкtan bağımsız kalması, куюн ток kaybının baskın olması şeklinde yorumlanmaktadır.

C₀ eğrileri 0–6 GHz aralığında belirgin dalgalanmalar göstermiş, 6–18 GHz arasında daha doğrusal hâle gelmiştir. Изилдөөчүлөр manyetik kaybın tek başına куюн токndan değil; doğal rezonans, değişim rezonansı ve куюн токnın ortak etkisinden kaynaklandığını ileri sürmüştür.

Empedans uyumu

Normalize giriş empedansı şu ifadeyle hesaplanmıştır:

\[ Z=\frac{Z_{\mathrm{in}}}{Z_0}=\sqrt{\frac{\mu_r}{\varepsilon_r}}\tanh\left(\frac{j\pi f d}{c}\sqrt{\mu_r\varepsilon_r}\right) \]

Burada:

• Z_in: Malzemenin giriş empedansı,
• Z₀: Serbest uzayın empedansı,
• μ_r: Karmaşık bağıl manyetik geçirgenlik,
• ε_r: Karmaşık bağıl elektriksel geçirgenlik,
• f: Frekans,
• d: Malzeme kalınlığı,
• c: Işık hızıdır.

|Z_in/Z₀| değerinin 1’e yaklaşması, hava ile malzeme arasındaki empedans farkının küçülmesi ve dalganın yüzeyden yansımak yerine malzeme içine girebilmesi anlamında колдонулган.

Dört numune içinde LSCA-3’ün belirli kalınlık ve жыштыкlarda 1’e en fazla yaklaştığı gösterilmiştir. LSCA-3’ün басаңдоо коэффициенти her жыштыкta en жогорку değildir; buna rağmen daha dengeli импеданс шайкештиги sayesinde en iyi toplam чагылуу жоготуусуnı üretmiştir. Bu sonuç, гана жогорку kayıp kapasitesinin değil, dalganın malzemeye girişinin de öнымдуулукli olduğunu көрсөтөт.

Zayıflama katsayısı

Kaynakta басаңдоо коэффициенти şu biçimde маалыматlmiştir:

\[ \alpha=\frac{\sqrt{2}\pi f}{c}\sqrt{(\mu''\varepsilon''-\mu'\varepsilon')+\sqrt{(\mu''\varepsilon''-\mu'\varepsilon')^2+(\mu''\varepsilon'+\mu'\varepsilon'')^2}} \]

α değeri, malzeme içine giren электромагниттик толкунnın ne ölçüde enerji kaybettiğini temsil etmektedir. Eğrilerde жыштыкla yükselen ve birden fazla rezonans tepesi içeren davranış gözlenmiştir.

Çeyrek dalga boyu yaklaşımı

Eşleşme kalınlığı şu ifadeyle маалыматlmiştir:

\[ t_m=\frac{nc}{4f_m\sqrt{|\varepsilon_r||\mu_r|}} \]

Burada t_m eşleşme kalınlığı, f_m soğurma tepesinin жыштыкı ve n kaynakta tanımlanmamış bir katsayıdır.

Sayfa 22’deki Şekil 8, hesaplanan teorik kalınlıklarla deneysel чагылуу жоготуусу tepelerinin kalınlıklarını салыштырат. Eğrilerin yakınlığı, soğurma tepelerinin kalınlıkla daha төмөн жыштыкlara kaymasının чейрек толкун узундугу girişimiyle uyumlu olduğu şeklinde yorumlanmıştır.

Bu mekanizmada malzemenin ön ve arka yüzeylerinden yansıyan dalgaların faz farkı birbirini kısmen söndürecek şekilde oluşmakta; malzeme içine giren kalan enerji ise dielektrik ve магниттик жоготууlarla tüketilmektedir.

Önerilen электромагниттик толкун сиңирүү mekanizması

Sayfa 23’teki Şekil 9, изилдөөчүлөрın önerdiği mekanizmayı altı ana компонент altında toplamaktadır:

1. Empedans uyumu: Hiyerarşik тешикчелер etkin elektriksel özellikleri ayarlayarak dalganın malzeme içine girmesini kolaylaştırmaktadır.
2. İletim kaybı: Karbonlaşmış iskelette hareket eden yükler elektriksel direnç yoluyla enerji tüketmektedir.
3. Dipol kutuplanması: Yapısal kusurlar ve polar fonksiyonel gruplar değişen elektromanyetik alan altında yeniden yönlenerek kayıp oluşturmaktadır.
4. Ara yüzey kutuplanması: Karbon-hava ve темир-karbon gibi heterojen bölgelerde yük birikimi meydana gelmektedir.
5. Çoklu yansıma ve saçılma: Gözenekli kanallar dalganın izlediği yolu uzatarak malzeme içindeki etkileşim sayısını artırmaktadır.
6. Manyetik kayıp: Demir içeren parçacıklar doğal rezonans, değişim rezonansı ve куюн ток gibi mekanizmalarla ek zayıflama sağlamaktadır.

Изилдөөnın kendi маалыматтарi, dielektrik kaybın магниттик жоготууtan daha кубатlü olduğunu көрсөтөт. Bu nedenle malzemenin başarısı “кубатlü bir manyetik soğurucu” olmaktan ziyade иерархиялык тешикчеli karbon yapısının uygun импеданс шайкештиги ve çoklu диэлектрдик жоготуу mekanizmalarıyla açıklanmalıdır.

Изилдөөnın күчтүү жактары

• Yenilenebilir lignin türevi gerçek bir karbon öncülü olarak колдонулган.
• Metal-fenolik ağ ve радикалдык полимерлешүү birlikte uygulanmıştır.
• Birden fazla formülasyon ортогоналдык эксперимент tasarımıyla taranmıştır.
• Dört ар башка натрий лигносульфонаты/таннин кислотасы oranı sistematik olarak karşılaştırılmıştır.
• SEM ve BET маалыматтарi тешикче yapısındaki değişimi desteklemektedir.
• Mikro, mezo ve макротешикчеlerin dengesi performansla ilişkilendirilmiştir.
• Elektromanyetik özellikler 2–18 GHz gibi geniş bir өлчөө aralığında incelenmiştir.
• Yansıma kaybı ар башка kalınlıklar için iki ve üç boyutlu haritalarla gösterilmiştir.
• Empedans uyumu ve zayıflama kapasitesi ayrı ayrı değerlendirilmiştir.
• Çeyrek dalga boyu yaklaşımıyla kalınlık-жыштык ilişkisi incelenmiştir.

Изилдөөnın temel чектөөлөрı

• Изилдөө рецензиядан өтпөгөн bir preprinttir.
• Her formülasyon için bağımsız üretim tekrarı belirtilmemiştir.
• Elektromanyetik өлчөөlerde стандарт sapma, hata çubuğu veya güven aralığı маалыматlmemiştir.
• Ortogonal deney sonuçları için varyans analizi veya istatistiksel anlamlılık testi yapılmamıştır.
• Hidrojel hazırlığında kullanılan gerçek натрий лигносульфонаты ve таннин кислотасы kütleleri маалыматlmemiştir.
• Karbonlaştırma atmosferi, gaz debisi ve ısıtma hızı açıklanmamıştır.
• Persülfat başlatıcısının APS mi KPS mi olduğu tutarsızdır.
• FTIR өлчөө aralığı şüphelidir ve FTIR sonucu sunulmamıştır.
• Numunenin парафин içindeki kütle oranı маалыматlmemiştir.
• Etkili полоса кеңдигиnin hesaplandığı RL eşiği tanımlanmamıştır.
• Cole-Cole denklemi hatalı veya eksik yazılmıştır.
• Raman, XRD ve EDS analizlerinin çoğu гана LSCA-3 üzerinde gösterilmiştir.
• Demirsiz kontrol numunesi bulunmadığından темирin katalitik ve manyetik katkısı ayrılamamaktadır.
• Manyetik histerezis veya каныгуу mıknatıslanması ölçülmemiştir.
• Fe бөлүкчөлөрүnın boyutu ve tam faz bileşimi belirlenmemiştir.
• Negatif μ″ değerlerinin өлчөө tekrarlanabilirliği incelenmemiştir.
• Malzemenin yığın yoğunluğu veya gerçek ağırlık avantajı маалыматlmemiştir.
• Basınç dayanımı, esneklik, kırılganlık ve işlenebilirlik ölçülmemiştir.
• Nem, температура, oksidasyon ve uzun süreli kullanım туруктууlığı incelenmemiştir.
• Gerçek bir kaplama, tekstil, polimer kompozit veya elektronik sistem üzerinde test yapılmamıştır.
• Elektromanyetik girişim kalkanlama etkinliği ölçülmemiştir.
• Üretim maliyeti ve yaşam döngüsü değerlendirmesi yapılmamıştır.

Kaynak içindeki öнымдуулукli tutarsızlıklar

• Ortogonal deneyde −52,61 dB elde edilmesine rağmen sonuçlarda −43,469 dB değeri “optimal” olarak sunulmuştur; iki optimizasyon kapsamı açıkça ayrılmamıştır.
• Tablo 4 en жогорку өзгөчө беттик аянтnı LSCA-2 için маалыматrken metin LSCA-3’ün en жогорку yüzey alanına sahip olduğunu yazmaktadır.
• Malzemeler bölümündeki “amonyum persülfat, KPS” ifadesi ile tablolardaki APS kısaltması uyumlu değildir.
• FTIR aralığı 4000–5000 cm⁻¹ olarak маалыматlmiş, бирок FTIR sonucu gösterilmemiştir.
• Cole-Cole denkleminde ε″ terimi iki ар башка ekseni temsil edecek biçimde iki kez колдонулган.
• Metinde “магниттик жоготуу” vurgulanmasına rağmen tanδ_μ değerlerinin tanδ_ε değerlerinden çok daha küçük olduğu belirtilmiştir.
• Özette темирin aglomerasyonu engellediği ve katalitik grafitleşme sağladığı ileri sürülmüş, бирок түз karşılaştırmalı kontrol sunulmamıştır.
• Son колдонмо “elektromanyetik kalkanlama” olarak anılmış, fakat изилдөөda kalkanlama etkinliği değil чагылуу жоготуусу ölçülmüştür.

Изилдөө hangi sonuçları desteklemektedir?

• Çift кайчылаш байланыш yoluyla лигнин негизиндеги гидрогель ve көмүртек аэрогели üretilebilmiştir.
• Sodyum lignosülfonat/таннин кислотасы oranı тешикче morfolojisini değiştirmiştir.
• 20:1 oranı en dengeli иерархиялык тешикче yapısını түзгөн.
• LSCA-3 en жогорку toplam ve мезотешикче hacmine ulaşmıştır.
• LSCA-2 en жогорку өзгөчө беттик аянтna ve микротешикче hacmine sahiptir.
• Karbonlaştırılmış LSCA-3 içinde kristal Fe ile uyumlu bir XRD piki ve yaygın Fe dağılımı көрүлгөн.
• Dört kontrollü numune arasında LSCA-3 en iyi чагылуу жоготуусу ve полоса кеңдигиni камсыз кылган.
• LSCA-3, 3,5 mm kalınlıkta ve 8 GHz’de −43,469 dB RL_min vermiştir.
• Gözenek dengesi, импеданс шайкештиги ve диэлектрдик жоготуу performansla ilişkilidir.
• Soğurma tepelerinin kalınlıkla değişimi чейрек толкун узундугу yaklaşımıyla uyumludur.

Изилдөө hangi sonuçları далилдебейт?

• Malzemenin ticari elektromanyetik koruma ürünlerinden üstün olduğunu далилдебейт.
• −43,469 dB değerinin ар башка laboratuvarlarda tekrarlanacağını göstermemektedir.
• Malzemenin gerçek yoğunluğunun төмөн veya yapısal olarak dayanıklı olduğunu göstermemektedir.
• Demirin кубатlü bir магниттик жоготуу fazı oluşturduğunu түз manyetik өлчөөlerle далилдебейт.
• Katalitik grafitleşmenin темирden kaynaklandığını валидацияmaktadır.
• Malzemenin gerçek 5G, radar veya mikrodalga cihazlarında çalışacağını göstermemektedir.
• Malzemenin elektromanyetik kalkanlama etkinliğini ortaya koymamaktadır.
• Üretimin төмөн maliyetli veya çevresel olarak üstün olduğunu сандык olarak göstermemektedir.
• Laboratuvar ölçeğindeki тоңдуруп кургатуу işleminin endüstriyel ölçekte ekonomik olduğunu далилдебейт.
• Malzemenin uzun süreli нымдуулук, температура ve mekanik yük altında туруктуу olduğunu göstermemektedir.

Изилдөөнүн Ыкмасы жана Жыйынтыктары

Teknik ыкма özeti

Yapısal жыйынтыктарın özeti

Elektromanyetik performans özeti

Performansı belirleyen yapı-özellik ilişkisi

İstatistiksel ve tekrarlanabilirlik değerlendirmesi

Изилдөө ortogonal faktör taramasında диапазон анализи kullanmıştır. Ancak deneylerin bağımsız tekrar sayısı, RL değerlerinin өлчөө belirsizliği, BET sonuçlarının tekrarlanabilirliği ve ар башка üretilen parti örnekleri arasındaki өзгөрмөlik маалыматlmemiştir.

RL_min değeri elektromanyetik parametrelerden hesaplandığı için вектордук тармак анализатору kalibrasyonu, halka numunenin boyutsal toleransı, парафин karışımının homojenliği ve dolgu oranı sonuçları etkileyebilir. Bu өзгөрмөлөрe ilişkin belirsizlik analizi bulunmamaktadır.

Bu nedenle LSCA-3’ün kontrollü seri içinde en iyi eğilimi gösterdiği söylenebilir; бирок diğer numunelerden istatistiksel olarak üstün olduğu veya −43,469 dB değerinin tekrarlı üretimlerde ошол эле kalacağı sonucuna ulaşılamaz.

Булак жана Ыкма Эскертүүсү

Изилдөөnın tam özgün adı: The Electromagnetic Wave Absorption Properties of Lignin-Based Carbon Aerogels Based on the Dual Cross-Linking Mechanism

Yazarlar ve doğru sıraları: Wanchao Sun, Hong Pan, Haidong Xu, Lihui Xu, Qun Yang, Hong Zhao, Chengjian Yao

Eş birinci yazar veya eş katkı: Yüklenen sürümde eş birinci yazarlık veya eş katkı beyanı bulunmamaktadır.

Sorumlu yazar: Hong Pan

Sorumlu yazar dipnotu: Kaynakta “corresponding authors” ifadesi çoğul колдонулган; бирок гана Hong Pan yıldızla işaretlenmiş ve гана onun e-posta adresi маалыматlmiştir.

Sorumlu yazar e-postası: panhong@sues.edu.cn

Kurumsal bağlantı: School of Textiles and Fashion, Shanghai University of Engineering Science, Shanghai 201620, China

ORCID: Yüklenen sürümde yazarların ORCID bilgileri bulunmamaktadır.

DOI:10.2139/ssrn.7195525

Dergi: Hakemli bir dergide yayımlanmamıştır.

Özgün dergi yayınevi: Bulunmamaktadır.

Yayın platformu: SSRN

Yayın tarihi: 28 Temmuz 2026. Tarih, SSRN arama kaydındaki göreli yayın bilgisinin 1 Ağustos 2026 tarihi esas alınarak çözümlenmesine dayanmaktadır.

Kaynak türü: Deneysel гидрогель ve көмүртек аэрогели üretimi, malzeme karakterizasyonu ve электромагниттик толкун сиңирүү өлчөөлөрү içeren preprint araştırma изилдөөsı

Hakemlik durumu: Изилдөө рецензиядан өтпөгөнtir. Her sayfada “Preprint not peer reviewed” uyarısı bulunmaktadır.

Resmî bağlantı:SSRN resmî preprint sayfası

Alınma, kabul ve revizyon tarihleri: Yüklenen sürümde yer almamaktadır.

Finansman: Yüklenen sürümde finansman beyanı bulunmamaktadır.

Çıkar çatışması: Yüklenen sürümde çıkar çatışması beyanı bulunmamaktadır.

Veri erişimi: Ham вектордук тармак анализатору маалыматтарi, MATLAB hesaplama dosyaları, тешикче analizi маалыматтарi ve üretim reçeteleri için bir маалымат deposu veya erişim bağlantısı маалыматlmemiştir.

Yazar katkıları: Yüklenen sürümde yazar katkı rolleri belirtilmemiştir.

Bu Türkçe түшүндүрмө; изилдөөnın metni, dört tabakalı hazırlama ve mekanizma şemaları, üç seviyeli ортогоналдык эксперимент tasarımı, dört tablodaki formülasyon ve тешикче маалыматтарi, SEM görüntüleri, азот adsorpsiyon-desorpsiyon eğrileri, Raman, XRD ve EDS sonuçları, чагылуу жоготуусу haritaları, elektromanyetik parametre grafikleri, импеданс шайкештиги, басаңдоо коэффициенти ve чейрек толкун узундугу analizi incelenerek hazırlanmıştır.

Dış kaynaklar гана SSRN kaydının varlığı, başlığı ve yayın zamanının bibliyografik olarak doğrulanması amacıyla колдонулган. Изилдөөnın bilimsel жыйынтыктарına dış kaynaklardan yeni deneysel sonuç eklenmemiştir.

Изилдөөnın başlıca чектөөлөрı; рецензиядан өтпөгөн olması, üretim reçetesindeki kritik ayrıntıların eksikliği, bağımsız tekrar ve hata analizinin bulunmaması, парафин dolgu oranının açıklanmaması, bazı denklem ve metinlerdeki tutarsızlıklar, manyetik özelliklerin түз ölçülmemesi, gerçek колдонмо ve чыдамдуулук deneylerinin yapılmaması ve çevresel-ekonomik üstünlük iddialarının сандык olarak doğrulanmamasıdır.