Gelombang mikro terkenal dalam aplikasi kehidupan seharian kita, terutamanya kerana penggunaannya di dalam rumah kita sebagai ketuhar gelombang mikro. Bagaimanapun, adakah anda tahu bahawa teknologi dan aplikasi gelombang mikro boleh berfungsi lebih daripada itu? Gelombang mikro, sejenis radiasi elektromagnet bekerja dalam frekuensi antara 300 MHz hingga 300 GHz. Oleh itu, gelombang mikro mempunyai pelbagai aplikasi, termasuk di dalam sistem komunikasi dan radar. Walau bagaimanapun, dengan pendedahan yang berterusan terhadap sinaran elektromagnetik ini, pencemaran gangguan elektromagnetik boleh menyebabkan gangguan pada pelbagai sistem dan peralatan untuk aplikasi sivil dan ketenteraan [1]. Selain itu, radiasi gelombang mikro juga berpotensi membahayakan sistem biologi dengan pendedahan berterusan terhadap gelombang mikro untuk tempoh yang agak lama. Oleh itu, bahan penyerap gelombang mikro telah menjadi salah satu bahan berteknologi tinggi yang paling penting beberapa tahun kebelakangan ini kerana kemampuannya menyerap isyarat elektromagnetik yang tidak diingini. Oleh itu, aplikasi yang bekerja dalam frekuensi yang lebih tinggi biasanya dihasilkan dengan perisai yang berkesan untuk mengurangkan kebocoran radiasi daripada aplikasi-aplikasi ini kepada tahap yang hampir tidak dapat dikesan.

Pada asasnya, apabila gelombang elektromagnet (EM) disasarkan pada permukaan bahan, sebahagian daripada gelombang EM akan dipantulkan dari permukaan atau masuk ke permukaan dan diserap oleh bahan atau dihantar melalui bahan. Oleh itu, untuk penyerap gelombang mikro yang baik, dua syarat penting haruslah: i) impedans intrinsik bahan dibuat sama dengan impedans ruang bebas dan ii) gelombang elektromagnetik dapat memasuki dan cepat dilemahkan dalam bahan [2 ].

Dalam Makmal Sintesis dan Pencirian Bahan (MSCL), Institut Teknologi Maju (ITMA), kami meneroka secara meluas penyelidikan mengenai sintesis komposit penyerap mikro yang dioptimumkan, terutamanya untuk penyerapan radar. Pelbagai jenis penyerap gelombang mikro, termasuk sisa bahan keluli, bahan biojisim, bahan berasaskan karbon dan magnetik, merupakan bahan utama yang disintesis dan diuji di makmal kami untuk mencari penyerap gelombang mikro dengan prestasi penyerapan yang kuat dalam jalur lebar yang luas.

Salah satu kajian utama di makmal kami, yang dibiayai oleh Kementerian Pendidikan Malaysia di bawah Skim Geran Jangka Panjang, adalah untuk membangunkan cat penyerap radar untuk menyerap gelombang elektromagnet yang digunakan untuk pengesanan. Saduran cat ini akan membuat badan kenderaan, contohya kenderaan berperisai, menjadi kurang dikesan atau tidak dapat dilihat oleh pengesanan radar. Prestasi ciri penyerapan gelombang mikro dikaji dengan menggunakan Vector Network Analyzer dalam julat frekuensi daripada 8 GHz hingga 18 GHz. Beberapa pencapaian utama dalam kajian kami adalah pengeluaran kos yang rendah dengan memanfaatkan semula sisa bahan keluli untuk fabrikasi bahan penyerap radar (RAM). Melalui beberapa pengubahsuaian, hanya 6 hingga 8 peratus berat RAM daripada jumlah bahan dan cat yang diperlukan untuk penyerapan yang sangat baik, dengan itu menghasilkan RAM yang ringan. RAM ini juga terdiri daripada struktur lapisan nipis yang sederhana dengan ketebalan hanya sekitar 2 hingga 3 mm dengan penyerapan berjalur lebar 6 GHz untuk sekurang-kurangnya > 90% tenaga yang diserap. Menariknya, penyerapan cat saduran RAM boleh mencapai penyerapan yang tinggi dengan sekurang-kurangnya >99.9% tenaga yang diserap.

[1]         J. Wang, H. Zhou, J. Zhuang, Q. Liu, Magnetic γ-Fe₂O₃, Fe₃O₄, and Fe nanoparticles confined within ordered mesoporous carbons as efficient microwave absorbers., Phys. Chem. Chem. Phys. 17 (2015) 3802–12. DOI:10.1039/c4cp04228j.

[2]         W. Meng, D. Yuping, L. Shunhua, L. Xiaogang, J. Zhijiang, Absorption properties of carbonyl-iron/carbon black double-layer microwave absorbers, J. Magn. Magn. Mater. 321 (2009) 3442–3446. DOI:10.1016/j.jmmm.2009.06.040.

Dr. Idza Riati Ibrahim
Penyelidik Pasca-doktoral
Makmal Sintesis dan Pencirian Bahan (MSCL)
Institut Teknologi Maju, UPM
idzariati@upm.edu.my

Tarikh Input: 31/07/2019 | Kemaskini: 01/08/2019 | nursyahirah