Chem. Eng. J/Adv. Funct. Mater.重磅！多功能吸波材料新突破

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引言

随着社会的发展，人们对各种电子设备的更加依赖。尤其自新冠疫情爆发以来，各种线上交流越来越频繁。如腾讯会议、小视频、抖音直播、线上讲堂等，使得人们生活在更为复杂的电磁环境。据悉，近几年来全世界人民的用电量呈指数式增长，并且在未来，随着互联网以及人工智能技术的发展，这一数据仍会继续暴涨。随之而来产生的电子污染问题变得日益突出。

为此，研发高性能吸波材料损耗有害电磁波，是建立良好的电磁环境，实现设备电磁兼容以及保障人类健康的关键。目前，有关吸波材料的研究主要集中在碳系材料、导电高分子材料、金属氧化物、MOF骨架材料及其衍生物等。

到目前为止，吸波材料的结构设计、形貌演变与电磁波吸收机制之间的影响规律尚不明朗，缺乏相应的理论基础及设计理念来为高性能吸波材料的研发提供先进的指导思想。下面，我们报道两个吸波材料领域取得的重大研究成果。

Chemical Engineering Journal：隔热型吸波材料新突破

该研究通过静电自组装工艺将碳纳米管/胶乳粒子/可膨胀微球复合结构（NEC复合），该工艺制备的泡沫材料具有以下优点：由于膨胀微球膨胀过程中不会破坏隔离网络，因而发泡前后材料的导电率相对稳定；该材料的导热系数最低为0.020W/m K，可用于隔热领域；隔离网络和泡孔结构的协同效应使材料电磁屏蔽性能达到44.2dB。

通过优化工艺参数，获得材料的密度、导热系数和屏蔽效能分别为0.5g/cm³、0.048W/m K和44.2dB。该研究为隔热型吸波材料的设计提供了新思路，在军事、民事等诸多领域具有潜在的应用前景。

其研究成果以

“Thermalinsulating rubber foams embedded with segregated carbon nanotubenetworks for electromagnetic shielding applications”

为题发表在ChemicalEngineering Journal期刊上。

文献链接

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894722006234

Advanced Functional Materials：柔性抗腐蚀薄膜型吸波材料 

基于此，西北工业大学吴宏景课题组在研究聚酰亚胺(PI)增强复合薄膜，这些薄膜具有适用于特定应用的可调电磁性能和优异的环境适用性。一方面，这些周期性单元优化了薄膜在交变电磁场中的电场分布，造成了更强的电导损耗。另一方面，每个单元中Air@Cu_2-xS的分级结构和丰富的异构界面也带来了更强极化损耗和散射衰减。

这种薄膜在X波段(8-12GHz)的吸波效率达到了391.43%·mm^-1，对电磁波形成了有效地吸收。并且，该薄膜在聚酰亚胺框架的增强下表现出优异的机械性能、热传导/散热性能和环境稳定性，有望在精密仪器、武器装备、海水抗腐蚀等领域得到广泛的应用，对多功能高效吸波体的设计具有深远的影响。

相关工作以

“AFlexible, Mechanically Strong, and Anti-Corrosion ElectromagneticWave Absorption Composite Film with Periodic ElectroconductivePatterns”

为题发表在了《AdvancedFunctional Materials》上。

文献链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202111045

小结

综上所述，吸波材料的结构设计需重点考虑以下几个要素，首先，复合材料在宏观上具有一定的周期性以便优化其内部的电磁场分布。其次，创造尽可能多的异质结界面来促进其极化损耗。最后，复合结构应具有丰富的孔道来延长电磁波的传输路径。

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