10. 酸化グラフェンと5Gの電磁波吸収特性

2022年4月24日 19:39

2021年7月16日
mikandersen

元記事はこちら。

参考

Chen, Y.; Fu, X.; Liu, L.; Zhang, Y.; Cao, L.; Yuan, D.; Liu, P. (2019). フレキシブルグラフェン/アクリロニトリルブタジエンゴム複合体の5G周波数帯におけるミリ波吸収特性＝フレキシブルグラフェン/アクリロニトリルブタジエンゴム複合体の5G周波数帯におけるミリ波吸収特性。Polymer-Plastics Technology and Materials, 58(8), 903-914. https://doi.org/10.1080/03602559.2018.1542714｜https://sci-hub.mksa.top/10.1080/03602559.2018.1542714

事実

還元型酸化グラフェン（rGO）材料における5Gエミッタの電磁波吸収試験に関するものである。この目的のために、26.5～40GHzの周波数領域でより優れた吸収特性を持つrGO/NBRタイプに注目し、異なるrGOのバリエーションで周波数と帯域の変数が研究されました。NBRはニトリルブタジエンゴムで、「ペルブナン」とも呼ばれる。耐摩擦性、非温度分解性、耐酸性、帯電防止性を特徴とするコポリマーである。しかし、オゾンや紫外線にさらされると脆くなることがあります。
酸化グラフェン材料における5G電磁波吸収の模式図

図1. 5Gの電磁波を吸収する (Chen, Y.；Fu,X.；Liu,L.；Zhang,Y.；Cao,L.；Yuan,D.；Liu,P. 2019)

その結果、rGO/NBRは35.4GHzで-45dBという最も低い電磁波（マイクロ波）の反射率を達成し、5Gのほぼすべての放射を吸収できるため、最適な材料であると結論付けました。
重要なのは、論文の結論のひとつに、「したがって、複合材料のマイクロ波吸収能力は、試料の還元時間と厚さを変えることによってうまく調整することができ、特定の要求に対して最適な電磁波吸収材料をカスタマイズすることが容易になる」とあることです。上記の要因に加え、rGOの粒径とNBR中での分散が電磁波吸収に影響を与える要因であると推測される」と述べている。つまり、目的とするアプリケーションや用途に応じて、電磁波の吸収を決定する要因が非常に包括的に理解されているのだ。
一方、論文で紹介されたrGO/NBR材料の画像（図2、3参照）は、図4、5で利用できる（Campra, P. 2021）により得られた画像と非常に似ており、類似性があることを確認することができます。

図2 還元型酸化グラフェンの顕微鏡観察
論文で分析したrGO/NBR材料の走査型電子顕微鏡（SEM）画像。(Chen, Y.；Fu,X.；Liu,L.；Zhang,Y.；Cao,L.；Yuan,D.；Liu,P. 2019)
7h-rGO/NBRの顕微鏡写真における還元型グラフェン酸化物の外観。

図3 7h-rGO/NBR材料の顕微鏡写真。(Chen, Y.；Fu,X.；Liu,L.；Zhang,Y.；Cao,L.；Yuan,D.；Liu,P. 2019)

ファイザー社製ワクチンサンプルの光学顕微鏡写真。

図4 ファイザー社製ワクチンサンプルの光学顕微鏡写真。(カンプラ、P. 2021)

ファイザー社製ワクチンサンプルの暗視野顕微鏡写真。

図5 ファイザー社製ワクチンサンプルの暗視野顕微鏡写真。(カンプラ、P. 2021)

さらに、論文で引用された文献をレビューし、特にGOグラフェンオキシドに言及している文献に注目した。中でも、「単分散rGO-ヘマタイトナノコンポジットの制御可能な作製とその波動吸収特性向上」というタイトルで、周波数範囲を容易に調整できる波吸収特性を持つrGO還元グラフェン酸化物ナノ材料の作製を目的とした文献（Chen, D.; Wang, G.S.; He, S.; Liu, J.; Guo, L.; Cao, M.S. 2013）が特筆されます。この場合、材料はヘマタイト結晶をrGOでコーティングしたものである。ヘマタイトは三角/六角形の酸化鉄で、マイクロ波で加熱・励起すると磁化する（Bødker, F; Hansen, M.F.; Koch, C.B.; Lefmann, K.; Mørup, S. 2000; Wang, W.W.; Zhu, Y.J.; Ruan, M.L. 2007）。
RGO-ヘマタイト酸化グラフェンナノシートにおけるヘマタイトの成長過程とカプセル化過程。

図6 ヘマタイトの成長過程と酸化グラフェンナノシートへの内包。(Chen, D.; Wang, G.S.; He, S.; Liu, J.; Guo, L.; Cao, M.S. 2013)

意見

この論文は、還元型酸化グラフェンrGOが電磁波を効果的に吸収することを実証しており、特に5G放射に言及しています。この実験でテストした化合物のスケールは、(Campra, P. 2021) が RD1 試料で分析したスケールと一致しています。また、顕微鏡画像の高い類似性が強調されています。
酸化グラフェン "GO "やその誘導体である還元型酸化グラフェン "rGO "の波動吸収能力を考えると、人体への接種が健康リスクになる可能性がある。実際、（Tien, H.N.; Luan, V.H.; Cuong, T.V.; Kong, B.S.; Chung, J.S.; Kim, E.J.; Hur, S.H. 2012）によれば、GO酸化グラフェンにマイクロ波を照射すると酸化グラフェンの脱酸素化が起こり、還元酸化グラフェンrGOと「フリーラジカル」が発生するとのこと。このフリーラジカルは、細胞呼吸を担うミトコンドリアのホメオスタシス（正常な働き）を乱すことに直結し、重大な悪影響を及ぼす可能性がある。今回の試料の顕微鏡写真（図7参照）は、（Campra, P. 2021）が試料RD1の分析で得た写真（図4、5参照）と非常によく似ています。マイクロ波による酸化グラフェンの還元に関する文献は、直接的または間接的な参照により広範であり、マイクロ波、5G、酸化グラフェンによる相互作用を再度確認することになる以下の著作（Jakhar, R; Yap, J.E.; Joshi, R. 2020 | Tang, S.; Jin, S.; Zhang, R.; Liu, Y.; Wang, J.; Hu, Z.; Jin, M. 2019）によりハイライトすることが可能です。
マイクロ波照射による酸化グラフェンの還元過程

図7 マイクロ波照射による酸化グラフェンの還元過程（Tien, H.N.; Luan, V.H.; Cuong, T.V.; Kong, B.S.; Chung, J.S.; Kim, E.J.; Hur, S.H. 2012).

書誌情報

1. Bødker, F.; Hansen, M.F.; Koch, C.B.; Lefmann, K.; Mørup, S. (2000). ヘマタイトナノ粒子の磁気特性 = Propiedades magnéticas de las nanopartículas de hematita = Hematite nanoparticles. Physical Review B, 61(10), 6826. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.61.6826｜https://sci-hub.yncjkj.com/10.1103/PhysRevB.61.6826

2. カンプラ、P. (2021)。[報告】水性懸濁液中の酸化グラフェン（Comirnaty™ RD1）の検出：光学顕微鏡および電子顕微鏡による観察研究。アルメリア大学 https://docdro.id/rNgtxyh

3. Chen, Y.; Fu, X.; Liu, L.; Zhang, Y.; Cao, L.; Yuan, D.; Liu, P. (2019). フレキシブルグラフェン/アクリロニトリルブタジエンゴム複合体の5G周波数帯域におけるミリ波吸収特性。Polymer-Plastics Technology and Materials, 58(8), pp. 903-914. https://doi.org/10.1080/03602559.2018.1542714｜https://sci-hub.mksa.top/10.1080/03602559.2018.1542714

4. Chen, D.; Wang, G.S.; He, S.; Liu, J.; Guo, L.; Cao, M.S. (2013). 単分散RGO-ヘマタイトナノコンポジットの制御可能な作製とその波動吸収特性の向上＝単分散RGO-ヘマタイトナノコンポジットの制御可能な作製とその波動吸収特性の向上を示した。Journal of Materials Chemistry A, 1(19), pp. 5996-6003. https://doi.org/10.1039/C3TA10664K｜https://sci-hub.yncjkj.com/10.1039/C3TA10664K

5. Jakhar, R.; Yap, J.E.; Joshi, R. (2020). 酸化グラフェンのマイクロ波還元＝酸化グラフェンのマイクロ波還元。Carbon. 170, pp. 277-293。https://doi.org/10.1016/j.carbon.2020.08.034。

6. Tang, S.; Jin, S.; Zhang, R.; Liu, Y.; Wang, J.; Hu, Z.; Jin, M. (2019). マイルドに還元した酸化グラフェンをサセプターとして用いたハイブリッドマイクロ波加熱法による酸化グラフェンの効率的な還元＝マイルドに還元した酸化グラフェンをサセプターとして用いたハイブリッドマイクロ波加熱法による酸化グラフェンの効率的な還元。Applied Surface Science, 473 , pp. 222-229。https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2018.12.096。

7. Tien, H.N.; Luan, V.H.; Cuong, T.V.; Kong, B.S.; Chung, J.S.; Kim, E.J.; Hur, S.H. (2012). マイクロ波照射による酸化グラフェンの各種有機溶媒中での高速・簡便な還元＝マイクロ波照射による酸化グラフェンの各種有機溶媒中での高速・簡便な還元を実現した。Journal of nanoscience and nanotechnology, 12(7), pp. 5658-5662. https://doi.org/10.1166/jnn.2012.6340｜https://sci-hub.yncjkj.com/10.1166/jnn.2012.6340

8. Wang, W.W.; Zhu, Y.J.; Ruan, M.L. (2007). マイクロ波を用いたマグネタイトおよびヘマタイトナノ粒子の合成と磁気特性 Journal of Nanoparticle Research, 9(3), pp. 419-426。https://doi.org/10.1007/s11051-005-9051-8｜https://sci-hub.yncjkj.com/10.1007/s11051-005-9051-8。