Elektromanyetik kalkanlama uygulamaları için polimerik kompozit filmlerin sentezlenmesi
Synthesis of polymeric composite films electromagnetic interference shielding applications
Yazar: EREN SAVAŞ
Danışman: PROF. GÖKÇEN BİRLİK DEMİREL
Ankara Hacı Bayram Veli Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Fizikokimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Elektromanyetik dalgalar atmosferde güneş ve yıldırım gibi doğal kaynaklar aracılığı ile her zaman var olan bir enerji şeklidir. Elektromanyetik dalgaların kullanımı ile geliştirilen cihazlar iletişim, sağlık, askeri teknolojiler ve kablosuz ağ sistemleri gibi çeşitli alanlarda sahip oldukları avantajlar nedeniyle yaygın olarak kullanılmaktadırlar. Ancak bu cihazlar sağladıkları avantajların yanında çevreye yaydıkları elektromanyetik girişim / parazit / radyasyon (EMI) olarak isimlendirilen canlılar üzerinde ve diğer elektronik cihazlar/ sistemler üzerinde olumsuz etkilere neden olan önlem alınması gereken yeni bir kirlilik sınıfını karşımıza çıkarmaktadır. Bu kapsamda, elektromanyetik girişimin engellenmesi ve olumsuz etkilerinin ortadan kaldırılması için farklı frekans aralıklarında çalışabilen farklı malzemelerin geliştirilmesine yönelik çalışmalar önemli bir araştırma başlığı haline gelmiştir. Bu noktadan hareketle, bu tez çalışması kapsamında, elektromanyetik girişimin sebep olduğu olumsuz etkilerin engellenmesi için yeni kompozit polimerik filmler geliştirilmiştir. Hazırlanan bu kompozit polimerik filmlerin elektromanyetik kalkanlama (ekranlama) ve radar soğurma performansları X-bant ve Ku-bant aralıklarında incelenmiştir. Filmler polivinil alkol (PVA) matris içerisine manyetik nanoparçacık modifiye-grafen nanoplatelet (Fe3O4-GNP) ve laponit modifiye karbon kuantum noktaları (LAP-CQDs) entegrasyonu ile solvent döküm tekniği kullanılarak hazırlanmıştır. Filmlerin elektromanyetik karakterizasyonu X-bant (8.-12 GHz) ve Ku bant (12-18 GHz)'de dalga kılavuzu yöntemi kullanılarak vektör ağ analizörü ile yapılmış tüm frekanslar için incelenmiştir. Üretilen filmlerde B3 kodlu numune 12 GHz'de 5.85 dB ve 17 GHz 13.90 dB elektromanyetik kalkanlama (SE) etkisi göstermiştir. Filmler oldukça etkin bir Ku-bant radar soğurma etkinliği sergilemiştir. Sonuç olarak; filmler esneklikleri, mekanik dayanımları, ucuz ve kolay uygulama prosesleri ile etkin bir elektromanyetik kalkanlama malzemesi özelliği göstermiştir.

Abstract:
Electromagnetic waves are a form of energy that is always present in the atmosphere through natural sources such as the sun and lightning. Devices developed with the use of electromagnetic waves are widely used in various fields such as communication, health, military technologies and wireless network systems due to their advantages. However, in addition to the advantages they provide, these devices introduce a new class of pollution that causes negative effects on living things and other electronic devices / systems called electromagnetic interference / interference / radiation (EMI), which they emit to the environment. In this context, studies on the development of different materials that can operate in different frequency ranges to prevent electromagnetic interference and eliminate its negative effects have become an important research topic. From this point of view, within the scope of this thesis, new composite polymeric films have been developed to prevent the negative effects caused by electromagnetic interference. The electromagnetic shielding and radar absorption performances of these composite polymeric films were investigated in X-band and Ku-band ranges. The films were prepared by solvent casting technique with the integration of magnetic nanoparticle modified-graphene nanoplate (Fe3O4-GNP) and laponite modified carbon quantum dots (LAP-CQDs) into polyvinyl alcohol (PVA) matrix. The electromagnetic characterisation of the films was investigated for all frequencies at X-band (8.-12 GHz) and Ku-band (12-18 GHz) using the waveguide methede with a vector network analyser. In the produced films, sample B3 showed an electromagnetic shielding (SE) effect of 5.85 dB at 12 GHz and 13.90 dB at 17 GHz. The films exhibited a highly effective Ku-band radar absorption efficiency. In conclusion, the films have shown to be an effective electromagnetic shielding material with their flexibility, mechanical strength, cheap and easy application processes.