Tecnologías Emergentes Aplicaciones de los nanocomposites basados en el grafeno como recubrimientos antirradar Autor: Israel Gago, Departamento de Ingeniería Química y Ambiental, Universidad Politécnica de Cartagena. Palabras clave: Grafeno, Nanocomposites, Banda X, RAM. Metas Tecnológicas relacionadas: MT 3.1.3; MT 4.1.1. Introducción Las tecnologías furtivas (stealth) han sido las más empleadas para reducir la firma de una plataforma (radar, IR, VIS, acústica, etc.) en el último siglo para dificultar su detección, y con ello, mejorar su supervivencia. Cuan-to más grande es una plataforma, ma-yor es la probabilidad de que sea de-tectada a mayores distancias, lo que en el caso de las aeronaves puede lle-gar incluso a eliminar la ventaja de la velocidad, haciéndose imperativo el reducir la efectividad de los sistemas de detección enemigos. En lo que se refiere a reducción de fir-ma radar, lo que se busca es reducir la reflexión de la onda electromagné-tica que alcanza una plataforma para dificultar su detección. Una de las lí-neas fundamentales de investigación en este ámbito es el desarrollo de ma-teriales absorbentes al radar (RAM). Nanocomposites RAM Para reducir la firma radar se suele trabajar en dos líneas fundamentales: en el diseño de plataformas con for-mas que contribuyan a la dispersión de las ondas de radar y en la aplica-ción a las superficies exteriores de la plataforma de materiales RAM que, mediante la absorción y atenuación de las microondas, reduzcan la sec-ción equivalente radar (RCS). El de-sarrollo de materiales RAM comenzó en la Segunda Guerra Mundial en Ale-mania, en respuesta a los éxitos que los aliados estaban teniendo en sus avances en tecnología de radares, siendo el primer RAM una pintura ba-sada en la ferrita. Los nanocomposites (materiales compuestos que contienen nano-componentes) de matriz polimérica, están siendo objeto de estudio por parte de la comunidad científica de-bido a su posible uso como materia-les estructurales y multifuncionales. La principal razón de ese interés se debe a que algunas propiedades de los materiales poliméricos se ven modificadas por la adición de nano-materiales, obteniéndose, entre otras mejoras, menores densidades, mejo-res propiedades mecánicas y mejor estabilidad dimensional y térmica. Recientemente han aparecido estudios que han introducido los nanomateriales para aplicaciones RAM. Entre los na-nomateriales más estudiados en este campo se encuentran los nanotubos de carbono (CNT), cuyas interesantes propiedades, como alta conductividad eléctrica, pequeño diámetro y rigidez mecánica, hacen de éste un material idóneo para producir estructuras mul-tifuncionales con alto grado de apanta-llamiento electromagnético. También, algunos nanocomposites dopados con grafeno han demostra-do una elevada capacidad de absor-ción de las radiaciones de microon-das. El grafeno, material ya sobrada-mente conocido1, se ha convertido en uno de los más atractivos debido a sus excepcionales propiedades eléc-tricas, mecánicas y térmicas. Desde su descubrimiento en 2004, las in-vestigaciones acerca de las posibles aplicaciones de este material resultan muy prometedoras en campos como la sensorización, la optoelectrónica o los materiales compuestos de altas prestaciones. Dentro de este último campo, las propiedades eléctricas del grafeno podrían ser útiles para el de-sarrollo de revestimientos que permi-tan reducir la RCS de una plataforma. Con objeto de analizar la viabilidad del desarrollo de nuevos revestimien-tos RAM basados en el grafeno para 1 Para más información, ver la monografía del SOPT «Propiedades y Aplicaciones el Grafeno» https://www.tecnologiaeinnova-cion. defensa.gob.es/Lists/Publicaciones/ Attachments/182/monografia_sopt_12.pdf Fig. 1. Serie de probetas blanco y muestras con sus porcentajes de dopado. (Fuente: UPCT). su posible aplicación en plataformas militares, un grupo de trabajo de la Universidad de Cartagena inició hace unos pocos años estudios sobre la influencia que la adición de grafeno a distintos materiales poliméricos tendría sobre la absorción de energía electromagnética. Resultados obtenidos Se llevaron a cabo unos estudios pre-liminares relativos a la capacidad de absorción de radiación electromag-nética de un revestimiento compues-to por una matriz polimérica dopada con grafeno prístino few-layer entre el 0,1% y el 10% en peso. Se empleó para la fabricación de los nanocom-posites un barniz marino basado en resinas alquídicas modificadas, ci-clohexano como disolvente y grafeno sintetizado previamente. Como so-porte y material reflector de microon-das se empleó una chapa de acero galvanizado de 1 mm de espesor. Fig. 2. Vista general del montaje realizado en cámara anecoica (arriba) y detalle de una de las probetas blanco y la antena emisora-receptora (abajo). (Fuente: UPCT). 12 Boletín de Observación Tecnológica en Defensa n.º 62. Tercer trimestre 2019
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