Non-destructive testing of graphene/epoxy composites using terahertz waves

I tidligere eksperimenter er det observert at karbonfiber/epoksy-kompositter kan transmittere Terahertz (THz)-bølger – til tross for den gode elektriske ledningsevnen til karbonfibrene. Dette formet utgangspunktet for studien beskrevet i denne rapporten: Hva er sammenhengen mellom den elektriske ledningsevnen og transmittans i THz-frekvensområdet for kompositter laget av grafén og epoksy? Grafén, som består av et enkelt lag av karbonatomer, har fått mye oppmerksomhet de siste åra. Noen av de uvanlige egenskapene er fantastisk styrke og god ledningsevne for både elektrisk strøm og varme. Når grafén blandes i epoksy, får man kompositter med interessante egenskaper, for eksempel skjerming for elektromagnetisk stråling. Det fins noe litteratur om materialets ledningsevne, men så vidt vi kan bedømme, er ikke THz-stråling blitt benyttet for å karakterisere komposittenes transmisjon. Epoksyprøver med dispergert grafénpulver ble undersøkt eksperimentelt i to forskjellige oppsett. I de første eksperimentene ble den elektriske ledningsevnen til prøvene målt. I de andre eksperimentene ble transmisjon av THz-bølger gjennom prøvene brukt til å finne de dielektriske materialparameterne. Til slutt ble resultatene fra THz-målingene sammenlignet med resultatene fra ledningsevnemålingene. Det viste seg at den elektriske ledningsevnen var flere størrelsesordener for lav til å forklare den målte absorpsjonskoeffisienten for THz-strålingen. Den rapporterte studien er av mer fundamental art, men kan umiddelbart være av betydning for grafén/epoksy-kompositter som anvendes i radarabsorbere. De samme komposittmaterialene kan også være relevante for andre militære anvendelsesområder.