W Instytucie Technicznym Wojsk Lotniczych (ITWL) od kilku lat prowadzone są intensywne badania nad nowymi materiałami termoplastycznymi o właściwościach absorbujących promieniowanie elektromagnetyczne (EM). Celem jest stworzenie lekkich, formowalnych tworzyw konstrukcyjnych, które skutecznie tłumią fale elektromagnetyczne – zarówno w zastosowaniach wojskowych, jak i cywilnych.

Jak działają materiały absorbujące promieniowanie elektromagnetyczne?

Absorbery promieniowania elektromagnetycznego (EM absorbers) pochłaniają energię fali elektromagnetycznej poprzez szereg zjawisk fizycznych zachodzących w materiale. Energia ta zostaje zamieniona w ciepło – podobnie jak w kuchence mikrofalowej, choć w znacznie mniejszym natężeniu.

Kluczową cechą tych materiałów jest minimalne odbicie fali od powierzchni i bardzo wysoka zdolność rozpraszania energii w ich strukturze. Główne mechanizmy tłumienia to zjawiska elektryczne i magnetyczne, które współdziałają, aby skutecznie pochłonąć propagujące się fale.

Badania i współpraca z DOPAK

Zespół ITWL opracował szereg nowych kompozytów termoplastycznych w formie granulatu, które można przetwarzać w typowych procesach przetwórstwa tworzyw, takich jak klasyczny wtrysk oraz technologia MuCell®. W ramach współpracy z firmą DOPAK, sprawdzono ich przydatność w warunkach przemysłowych. Wyniki testów potwierdziły, że opracowane materiały potrafią pochłonąć nawet 99,999% energii elektromagnetycznej padającej na ich powierzchnię.

Nowe absorbery powstają na bazie popularnych polimerów konstrukcyjnych – m.in. ABS, PE, PP, PA, a także bardziej zaawansowanych tworzyw, takich jak PVDF, PEI czy PEEK. Dzięki temu mogą być stosowane zarówno w elementach militarnych, jak i w komponentach cywilnych, gdzie wymagane jest tłumienie sygnałów EM lub ochrona przed ich wpływem.

Zastosowania wojskowe

  • Technologie stealth (maskowanie radarowe) – zmniejszenie sygnatury obiektów, np. dronów rozpoznawczych i bojowych, poprzez redukcję przekroju radarowego (RCS), co utrudnia ich wykrycie przez radary.
  • Tłumienie emisji elektromagnetycznych – ograniczenie sygnałów emitowanych przez urządzenia elektroniczne, aby zapobiec ich wykryciu.
  • Ochrona przed atakiem elektromagnetycznym (HPM) – zwiększenie odporności urządzeń na impulsy mikrofalowe, podsłuch lub zakłócenia pracy systemów elektronicznych.
  • Eliminacja zakłóceń w układach antenowych – separacja nadajników i odbiorników radiowych w pojazdach i systemach komunikacji.

 

Zastosowania cywilne

  • Ochrona infrastruktury krytycznej – w sektorach takich jak administracja, energetyka, bankowość czy transport, poprzez ograniczenie możliwości ataków elektromagnetycznych na systemy teleinformatyczne.
  • Redukcja elektrosmogu – tłumienie sygnałów w środowisku o dużym nasyceniu elektroniką (np. biura, centra danych, sterownie), w tym ochrona przed promieniowaniem mikrofalowym 5G i 6G.
  • Separacja anten i urządzeń elektronicznych – w pojazdach, systemach sterowania i telekomunikacyjnych, gdzie materiały te mogą pełnić funkcję obudów lub barier tłumiących.

 

Innowacyjne źródło surowca – biopolimer z piór kurzych

Jednym z najbardziej interesujących osiągnięć projektu jest biopolimer na bazie keratyny, uzyskiwany w procesie wytłaczania z piór kurzych – odpadu produkcji drobiu (ok. 100 tys. ton rocznie w Polsce). Ten naturalny materiał, będący białkiem (takim samym jak w ludzkich włosach czy paznokciach), wykazuje znakomite właściwości absorpcyjne wobec promieniowania elektromagnetycznego.

Połączenie biopolimerów pochodzenia naturalnego z technologiami przetwórstwa tworzyw otwiera nowe możliwości dla zrównoważonego rozwoju i projektowania komponentów o strategicznym znaczeniu – od ochrony infrastruktury po nowoczesne technologie obronne.

 

💡 Podsumowanie:
Nowe materiały termoplastyczne absorbujące promieniowanie elektromagnetyczne opracowane w ITWL i testowane z DOPAK to realny krok w kierunku przyszłości, w której tworzywa sztuczne nie tylko chronią konstrukcję, ale też zabezpieczają elektronikę i dane przed zakłóceniami elektromagnetycznymi.