“石榴”結構立大功！新型復合材料可實現有效“吸波”

隨著電子信息技術的快速發展，電磁干擾的問題日益嚴峻。有效的吸波材料，尤其是針對GHz頻段的電磁波，對電子安全和醫療保健等領域具有重要意義。

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”結構的磁性樹脂衍生碳復合吸波材料，并且通過組分調控和微觀結構設計引入了多重電磁波損耗機制，使該復合材料表現出了優異的吸波性能。相關成果發表在Composites Part B: Engineering上。

“石榴狀”的結構。大連化物所供圖

一般來說，根據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控和微觀結構設計這兩個解決策略。以具有可控分子結構和物理化學性質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控，形成多重損耗機制，實現電磁參數和吸波性能的有效調節。此外，研究人員對微觀結構進行設計調控，構筑出具有類石榴結構的Fe₃C@GC/AC復合材料，解決了現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。

結果表明，獨特的類石榴結構優化了阻抗匹配，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間調變時，88%的測試波段均可以實現有效吸收。

相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2023.110767