Production of graphene nanocomposite materials for infrared blocking application

Abstract

Gelişen dünya politikaları ve bulunduğumuz coğrafi çevre etkisi nedeni ile, `Savunma Sanayii Plastikleri` ayrı bir taktiksel öneme sahip malzemeler olarak ön plana çıkmaktadır. Savunma teknolojilerinde düşman unsurların tespiti için birçok görüntüleme teknikleri geliştirilmektedir. Yine bu alanda getirilen yeniliklerin en önemlisi düşman hedeflerinin insan gözünün algılayamadığı uzun dalga boylu enerjiyi (ısıyı) soğurma prensibini esas alan ve sinyal üreten detektörler (Termal Kameralar) ile tespitidir. Bu detektörler yapıları gereği iki ana çalışma dalga aralığında çalışmaktadır; Bunlar sırası ile 3-5 μm ya da 8-12 μm arasıdır. `Kamuflaj` doğal hayatta düşmandan saklanmak, düşmanı şaşırtmak için kullanılan askeri taktiksel bir strateji yöntemidir. Doğal bitki ve toprak dokusunu taklit ederek çeşitli form ve desenler ile görünür alan detektörlerini (çıplak göz, klasik kameralar gibi) yanıltmak mümkün iken, termal kameralarda görüntü yanıltılması (veya kamuflaj teknikleri) kolay uygulanamayan ve pahalı sistemler gerektirmektedir. Kızıl ötesi (KÖ) dalga boyundaki çalışmalar bilim dünyasında yeni konu başlıkları altında açılmaktadır. Bunların en önemlileri gece yada kış operasyonlarında asker kayıplarını azaltma, tank yada ağır zırhlı araçların termal kameralara yakalanmadan operasyon bölgesine ulaştırılması için geliştirilen metalik dış kaplamlardan oluşmaktadır. Son günlerde yaşanan olaylarda da açıkça görüldüğü gibi, Türkiye'mizin asker ve araç zayiatlarının büyük bir bölümünü terörist unsurların ellerindeki termal kamera modifiyeli edilmiş silahlar yada kızıl ötesi güdümlü ağır silahlardan kaynaklanmaktadır. Bu calismada kükürt ve divinil benzen ile vulkanizasyon yöntemi kullanılarak, polimerizasyon mekanizması üzerinden polimerleştirilmiş yenilikçi polimerler elde eldilmistir. Grafen nanotüp, fulleren gibi yapılar ile bu polimerlerin modifikasyonları neticesinde ile verimli polimerleşme reaksiyonları elde edilirken yüksek kızıl ötesi (KÖ) absorblama yeteneğine sahip yenilikçi polimerler elde edilmiştir.

Research & Development strategies has been developed under the project would first be to run Research & Development (R&D), and then to develop highly economically viable National Thermal Camouflage Nano-Composite Plastics and their composites, in order to gain high added value products. `Defense Industry Plastics` emerge as extraordinarily tactically important materials as a result of developing world policies and the geographical environment that we exist in. Lots of monitoring techniques are developed in order to recognize hostile factors in defense technologies. As such, the most important innovation brought about in this area is the acquisition of hostile targets that are not detected by human eye, but by the detectors (thermal cameras) able to produce signals that are based on the principle of absorbing the long wave infrared (IR) energy (heat). These detectors, by their nature of structure, work in two main functioning intervals; 3-5 µm or 8-12 µm. Camouflage is a tactical strategy to mislead and hide from enemy in natural environment. While it is possible to juke the apparent area detectors (bare eye cameras, classical cameras and so on) by various forms and patterns imitated from natural plants and soil texture, visual illusion (or camouflage techniques) requires expensive systems that are not easily applicable. Studies regarding the IR (infrared) wave length are diversified in new topics in scientific world. Most important ones are the reduction in loss of soldiers during night and winter operations, and outer metallic coatings developed for tanks and heavy armored vehicles to infiltrate into operation zones without being detected. As can be inferred from the recent incidents, a large proportion of losses of soldiers and military vehicles in our country results from terrorist weapons modified by thermal cameras or IR controlled heavy vehicles. Steps of theoretical approach can be named as follows: Performing ring opening reaction by using Sulfur and Divinyl-benzene, and using the method of vulcanization. Obtaining innovative polymers through polymerization mechanisms. Obtaining high IR (infrared) absorbing polymers while performing efficient reactions as a result of simultaneously increasing Sulfur dissolvability and crossed bindings in the compound modified by Graphene, Nanotube and Fulleren structures. Establishing a production chain in which the obtained new generation's materials can be used in waste products and conducting research regarding the dissolvability of the new generation engineering products for easy disposal and easy application. Covering the surfaces (glass, metal, textile) with dissolved polymers obtained in the previous step by a spray covering method.