近日,一支來自美國內布拉斯大學林肯分校的工程師團隊宣布研發出一種新型混凝土,可通過吸收和反射電磁波來保護其內部的電子產品,阻擋和屏蔽強烈的電磁脈沖能量。研究人員表示,這種混凝土材料可用于保護軍事、金融或其他存儲關鍵電子產品的領域中。
生活中的電磁能量無處不在,它可通過“波”廣泛傳播,但在由核爆炸、閃電或電磁脈沖裝置等狀況產生的電磁輻射的影響下,可能誘導電流和電壓激增,產生一種突發的、寬帶電磁輻射的高強度脈沖,即電磁脈沖,最長時間通常只會持續一秒鐘,但會造成大規模的電力和通訊故障。
科幻作品中的電磁脈沖武器
“電磁脈沖對電子設備是非常致命的,”該項目領頭人、該校土木工程系教授Christopher Tuan說,“我們發現了消散波能的一個關鍵因素,該技術的優勢很多,因此建筑行業也非常感興趣。”該種混凝土可應用于新建筑物的構造中,或者通過噴涂方法來改造現有建筑。
研究人員介紹稱,這種可以防止電磁脈沖的混凝土的技術原理,是通過吸收和反射電磁波來實現屏蔽。該團隊使用磁鐵礦取代了一些標準混凝土骨料,前者擁有礦物磁性,可以像海綿吸水一樣吸收微波。此外,專利配方中還包括一些碳和金屬的成份,均能提高混凝土的吸收和反射效果。
據該校官網消息,研發團隊已與從事抗災建設的企業ABC Group簽署了研究協議。將混凝土技術稍加改造,與該公司的噴射混凝土施工技術相結合,推出了一款保護建筑內部免受電磁干擾的新產品,目前仍在專利申請過程中。
ABC Group建造的原型建筑
為了證明防電磁脈沖混凝土在實際應用中的有效性,ABC Group目前已在其位于佛羅里達州萊克蘭的災難復原綜合設施中建了一座原型建筑,其效果超過了軍事防護要求。
據許可協議,目前ABC Group在屏蔽性噴射混凝土產品的市場上獨霸一方,其推出的“EMSS-Electromagnetic屏蔽噴射混凝土”已實現商業化。
“我們專有的施工方法與內布拉斯大學開發的混凝土技術相結合,能夠構建出高強度、高抗暴的建筑結構,效果超過軍事防護的電磁屏蔽要求,”該公司首席執行官Peter Fedele說,“作為一種新型屏蔽建筑,我們的原型建筑受到了目前EMP業內權威專家的好評。”
上世紀發明的防止電磁場進入或逃脫的金屬外殼——法拉第籠
Tuan表示,這種混凝土技術比目前所使用的屏蔽技術更有效、靈活,成本效益也更高。目前多采用金屬外殼實現屏蔽,帶來了昂貴的金屬面板或屏幕建設成本,限制了其在大型結構物上的應用可行性。
該種防電磁脈沖混凝土的最初原型是項目領頭人Tuan和Lim Nguyen研究的導電混凝土,初衷是為融化路面或橋面冰雪而設計的,后來其屏蔽電磁脈沖的功能才被發現并進一步確認。
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