新型电磁波吸收材料的设计制备及物理机制研究
近期取得的进展
1. 超声场诱导晶界缺陷多、结晶性好的CuS电磁波吸收体的研制(2023年)
利用USF构建了一系列具有不同阴离子前体的CuS纳米粒子。结果表明,硝酸铜与超声场合成的CuS(UNCu)在3.5 mm时的有效吸收带宽(EAB)达到最大值 10.24 GHz,比不含超声场的CuS(WUNCu)高出 228.6%。此外,UNCu的最小反射损耗(RLmin)达到了-62.86 dB。使用带有USF的氯化铜(UCCu)合成的CuS表现出明显的偏振弛豫保持现象,在填充率相当低(10 wt%)的情况下,EAB 达到 3.92 GHz。因此,这项研究为制造高性能半导体电磁波吸收器提供了一种范例,并揭示了CuS纳米粒子对含有不同阴离子的USF 的响应机制,以及晶界处缺陷累积对偏振弛豫保持的积极影响。
发表在Advanced Materials期刊上(原文链接https://doi.org/10.1002/adma.202304182)
2. 跨学科研究推动微波吸收的发展(2023年)
回顾了吸波材料的发展历程,对于吸波材料目前的瓶颈问题提出了潜在的解决方案,包括多尺度机制探索、表征技术迭代、液体介质的创新应用、机器学习的运用以及基于终端需求的定向开发等。随着智能时代的来临,物联网、人工智能和元宇宙等新兴技术正在改变人们的生活和思维方式,这对吸波材料的应用提出了新的要求。当前,吸波材料已经开始在肿瘤治疗、微传感器、远程致动器等领域展现出巨大潜力,这些新的应用可以被归类为第三代智能吸收材料。这一研究方向涵盖了医学、力学、电子学、光学和材料科学等多个领域,与过去主要关注传统要求(如薄、轻、宽、强)的研究有着明显不同,有望更好地实现对电磁波的有效利用。智能吸波材料目前仍处于起步阶段,本工作根据当前的研究报道,提出了前瞻性观点,探讨了未来研究的方向和重点。
发表在Advanced Materials期刊上(原文链接https://doi.org/10.1002/adma.202305586)
3. 自组装沸石咪唑酯框架/MXene纳米复合材料中的内置电场调控用于微波吸收(2023年)
提出了一种新型静电自组装方法构建了一系列具有可调内建电场(BIEF)的沸石咪唑酯骨架(ZIF)-MXene及其衍生Co@TiO2纳米复合材料。通过调节ZIF的拓扑结构实现了BIEF强度的调控,从而改变了空间电荷分布,促进了电子迁移,增强了界面极化弛豫损耗,从而产生出色的电磁波吸收性能(反射损耗-47.35 dB,有效吸收带宽6.32 GHz)。这项工作为从实验和理论上构建和分析极化损耗提供了一种全新的策略。
发表在Advanced Materials上(原文链接https://doi.org/10.1002/adma.202305586)