先进5G电子设备的广泛应用提高了社会生产和日常生活的便利性，但同时伴随而来的电磁辐射和电磁泄漏等问题，严重威胁着人类健康和工业生产。近年来，电磁吸收材料在减少电磁辐射和防止电磁泄漏方面表现了突出的贡献。最近，将碳化钼（Mo₂C）纳米粒子引入到碳基质中，能够明显调节阻抗匹配并诱导丰富的极化损耗效应，从而增强复合材料的吸波性能。除了固有的衰减特性外，复合材料的内部结构也会影响其电磁吸收性能。一些精心设计的微结构，如核壳、空心和多层结构，已被广泛应用于增强电磁波的多重衰减特性。尤其，中空结构的低密度和丰富的比表面积特性，作为促进电磁吸收性能的结构工程正逐渐崭露头角。此外，内部腔体会引发多重衰减效应，延长入射电磁波的传播路径，而内部封存的空气使其阻抗更接近于自由空间的阻抗，这两者都有助于耗散入射的电磁波。目前，已有一些空心结构的Mo₂C/C复合材料被用于增强电磁吸收。然而，现有的空心Mo₂C/C复合材料的合成策略通常涉及较为复杂的合成过程，这将不利于Mo₂C/C复合材料在实际应用中的推广。因此，以简单的方法合成异质中空Mo₂C/C复合材料以提升电磁吸收性能仍然是一个挑战。

国防科技大学王亚辉等通过将盐酸多巴胺和钼酸铵在偶联作用得到的前驱体进行高温转化，合成了由Mo₂C纳米颗粒修饰碳纳米片组成的异质中空微球。在实验设计过程中，盐酸多巴胺的摩尔比不仅对空心结构的形成起着至关重要的作用，而且还具有成分调节的作用。结果表明，组分调节与空心结构相结合是优化电磁性能、实现强电磁能量衰减的有效方法。特别是当纳米Mo₂C含量为43.2%时，复合材料的反射损耗强度和最大有效吸收带宽分别达到−70.2 dB和6.2 GHz。对结果进行分析可知，电导率损耗、极化损耗和空心结构共同带来了优异的吸波性能。雷达散射截面模拟计算进一步表明，Mo₂C/C复合材料具有显著的远场应用特性，在电磁吸收方面具有广阔的应用前景。该工作为结构型高效吸波材料的设计与制备提供了一定的参考。

图1 Mo/DA=1:1的前驱体SEM图像(a);Mo/DA-0.5 (b, f)、Mo/DA-1.0 (c, e, g)和Mo/DA-1.5 (d, h)的TEM图像;Mo/DA-1.0的HRTEM图像(i)。

图2 Mo/DA-0.5、Mo/DA-1.0和Mo/DA-1.5的XRD谱图(a)、Raman谱(b)、TG曲线(c)、XPS谱C1s (d)、Mo3d (e)、N1s (f)。

图3 Mo/DA-0.5、Mo/DA-1.0和Mo/DA-1.5的三维反射损耗图(a-c)、二维反射损耗图(d-f)、最小反射损耗值和有效吸收带宽(g);近年来文献报道的Mo₂C/C复合材料(h, i);Mo/DA-0.5 (j)、Mo/DA-1.0 (k)和Mo/DA-1.5 (l)的四分之一波长模型。

图4 Mo₂C/C复合材料的ε_r' (a),ε_r'' (b), tanδ(c),ε_c'' (d),ε_p" (e)和α(f);Mo/DA-0.5 (g)、Mo/DA-1.0 (h)和Mo/DA-1.5 (i)的阻抗匹配。

图5 Mo/DA-1.0的电磁波吸收机理(a);PEC板(b)、Mo/DA-0.5 (c)、Mo/DA-1.0 (e)、Mo/DA-1.5 (f)的三维RCS图;PEC和Mo₂C/C复合材料的RCS模拟曲线(d)。

陈宗胜，第一作者，国防科技大学脉冲功率激光技术国家重点实验室副研究员。主持或作为主要完成人，参与国家和省部级科研项目20余项，获国家发明专利授权12项，发表学术论文20多篇。目前的研究方向：基于微纳结构的光电功能薄膜材料研究、微波吸收材料、热辐射调控。

王亚辉，通讯作者，国防科技大学脉冲功率激光技术国家重点实验室助理研究员。2021年于哈尔滨工业大学获得博士学位，2021-2023年在国防科技大学电子对抗学院进行博士后研究工作，主要从事碳基碳化物吸波材料、磁性吸波材料的研究。主持博士后科学基金一等资助，博士后科学基金特别资助（站中），国家重点实验室基金，国防科技大学自主创新科学基金，在Nano-Macro Lett., Chem. Eng. J., Small等国际知名期刊发表论文30余篇。

Chen Z, Wang Y, Liu Y, et al. Hierarchical hollow microspheres assembled from carbon nanosheets integrated with molybdenum carbide nanoparticles for boosting microwave absorption properties. Nano Research, 2024, https://doi.org/10.26599/NR.2025.94907034.