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近日，中國科學院大連化學物理研究所研究員孫承林、副研究員顧彬等和大連理工大學的段玉平教授合作，在構(gòu)筑高效復合吸波材料方面取得新進展。團隊設計并制備了一種類“石榴”結(jié)構(gòu)的磁性樹脂衍生碳復合吸波材料，并且通過組分調(diào)控和微觀結(jié)構(gòu)設計引入了多重電磁波損耗機制，使該復合材料表現(xiàn)出了優(yōu)異的吸波性能。相關(guān)成果發(fā)表在Composites Part B: Engineering上。

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“石榴狀”的結(jié)構(gòu)。大連化物所供圖

一般來說，根據(jù)吸波機制可以將吸波材料分為磁損耗型和介電損耗型。其中，單一磁損耗吸波材料存在易腐蝕、易聚集、密度大等缺點，而單一的介電損耗材料也存在阻抗不匹配、損耗機制單一的問題。

為了解決上述問題，研究人員提出了組分調(diào)控和微觀結(jié)構(gòu)設計這兩個解決策略。以具有可控分子結(jié)構(gòu)和物理化學性質(zhì)的合成樹脂作為碳源，耦合磁損耗組分，進行了有效的多組分調(diào)控，形成多重損耗機制，實現(xiàn)電磁參數(shù)和吸波性能的有效調(diào)節(jié)。此外，研究人員對微觀結(jié)構(gòu)進行設計調(diào)控，構(gòu)筑出具有類石榴結(jié)構(gòu)的Fe₃C@GC/AC復合材料，解決了現(xiàn)有吸波材料存在的磁性顆粒尺寸分布不均勻、易聚集等問題。

結(jié)果表明，獨特的類石榴結(jié)構(gòu)優(yōu)化了阻抗匹配，同時提升了界面極化損耗和磁損耗。在反射損耗，界面極化，偶極極化，電導損耗，以及磁損耗的共同作用下，該工作制備出的復合吸波材料在2.08mm的厚度下，實現(xiàn)了高達-96.3dB（99.99999%）的反射損耗值，與此同時，有效吸收帶寬為6.38GHz。當模擬厚度在1.0至5.0 mm間調(diào)變時，88%的測試波段均可以實現(xiàn)有效吸收。

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2023.110767