西安工業大學研發新型納米復合材料 具有優異的吸波性能
如今,先進的電磁波(EMW)吸收材料正被廣泛應用于無人駕駛、第五代通信、地外探索等新興領域,以應對電磁干擾和通信安全帶來的挑戰。通常,理想微波吸收(MA)材料的主要指標應該是高反射損耗(RL)、寬有效吸收帶寬(EAB)、低填料負載和薄匹配厚度。雖然在制造新型毫安時材料方面取得了顯著進展,如石墨烯、碳納米管、鐵氧體等。合成過程的復雜性、阻抗不匹配和這些材料的低衰減能力仍然使得新吸收材料的開發面臨許多挑戰。在這方面,考慮到磁性碳成分之間優異的介電-磁互補性,將磁性成分結合到介電材料中已被證明是優化吸收器的衰減能力和阻抗匹配的有效方法。
除了多組分策略之外,結構設計也是獲得吸波材料優異性能的一個有意義的途徑。一方面,界面空位不僅可以調節過高的復介電常數,還可以作為極化中心。邊緣豐富的不飽和配位可以顯著增強介電損耗所需的極化。另一方面,得益于包括多孔材料、中空材料和層狀材料在內的獨特結構的組合,電磁輻射的傳播路徑由于多次反射而延伸,這進一步提高了EMW吸收體的吸收能力。
開發具有高反射損耗、寬有效吸收帶寬(EAB)、低填充量和薄匹配厚度的先進電磁波(EMW)材料被認為是解決EMW污染的有效策略。然而,設計合理的結構和適當的成分以滿足先進吸波材料的要求仍然是一個巨大的挑戰。西安工業大學Xiaochuang Di等研究人員設計并合成了一種由氮摻雜的生物質衍生碳和鎳/碳納米球組成的納米復合材料。
結果表明,連續導電網絡不僅可以提高導電損耗,而且為EMW的反射和散射提供了前景。此外,花瓣狀magneticporous carbon (MPC)@鎳/碳納米復合材料具有大量缺陷和異質界面,可實現多極化。同時,在碳材料上分散性好的超小鎳納米粒子和鎳/碳納米球有利于介質-磁性結合,實現阻抗匹配。因此,優化的MPC @鎳/碳納米復合材料表現出非凡的微波吸收性能。準確地說,當填料加入量為20 wt%時,MPC@Ni/C的佳RL值達到-73.8 dB,相應的EAB高達5.8 GHz,厚度為2.2毫米。這一工作填補了由多磺酸粘多糖衍生物和BDC (Biomass-derivedcarbons)組成的納米復合材料研究的空白,為設計高性能吸波材料的綜合策略提供了參考價值。這項研究工作以“Heterostructure design of Ni/C/porouscarbon nanosheet composite for enhancing the electromagnetic wave absorption”為題發表在國際著名期刊《Carbon》上。










































