随着无线通信(WIFI或5G)技术的快速进步和精密电子设备的广泛应用,电磁波不可或缺的作用越来越突出。然而,电磁波给人们生活带来极大便利的同时也导致了严重的电磁辐射和干扰问题。由于吸波材料可以将电磁波转化为热能,已成为解决电磁污染的迫切需求。目前,研究者已经设计和构建了多种微波吸收剂,如磁性金属、碳质材料、导电聚合物等。尽管通过结构设计和材料调控,电磁波吸收性能得到了一定程度的改善和增强,但同时实现轻质、高吸波强度和宽频带响应仍是一个巨大的挑战。
基于电磁波吸收材料研究现状,学院李晨蔚团队原创性地提出了采用一步水热自聚合策略制备双金属有机前驱体—钴/铁次氮基三乙酸螯合纳米线。再通过原位碳还原合成出具有不同Co/Fe原子比的CoxFey@C纳米复合纤维。当Co/Fe原子比为1:1时,样品表现出高效的微波吸收性能:最小反射损耗为−117.8 dB,并在相同厚度下,有效吸收带宽达到了12.6 GHz。借助高频结构模拟器验证了材料内部存在的异质界面极化行为和铁磁耦合效应。雷达散射截面值在−60° < θ < 60°范围内均低于−10 dBm2,表明在实际环境中可以实现几乎全角度覆盖。这项工作为强吸收、宽频域吸波材料的简易构筑提供了灵感和策略。
相关结果以“Facile synthesis of CoxFey@C nanocomposite fibers derived from pyrolysis of cobalt/iron chelate nanowires for strong broadband electromagnetic wave absorption”为题发表在国际知名期刊Chemical Engineering Journal(影响因子:16.744)上。化学与制药工程学院王宝磊副教授为本文第一作者,李晨蔚教授为本文唯一通讯作者,山东第一医科大学为本文唯一单位。该研究得到了国家自然科学基金和山东第一医科大学拔尖人才、骨干人才项目的资金支持。此外,王宝磊副教授在国际知名学术期刊(Applied Surface Science, IF=7.392, 中科院一区)上发表题为“Facile synthesis of heterogeneous Co/MnO@C nanocapsules with dual-cores: Achieving strong and broadband microwave absorption by magnetic-dielectric synergy”的论文,李晨蔚教授与烟台大学环境与材料工程学院解秀波副教授为共同通讯作者,山东第一医科大学为第一完成单位。
全文链接:https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.142803
https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2022.156228