近日，我中心硕士王德栋以第一作者在Carbon 期刊发表了题为“Lightweight waterproof magnetic carbon foam for multifunctional electromagnetic wave absorbing material”的研究论文，论文通讯作者为刘虎副教授。

随着第五代(5G)移动网络技术的发展，电子产品在给人们带来便利的同时，所产生电磁波(EMW)的辐射或干扰不仅严重影响着电子信息的安全，也严重威胁到人体生命健康。因此，制备高效的EMW吸收材料，将电磁能转化为其他形式的能量进行耗散已成为研究的重中之重。然而，吸波材料的应用范围必然涉及更为复杂的环境和领域，这就要求新一代EMW吸收装置兼具多功能性，以应对特殊的应用场景。

综合考虑复合材料的组分、三维结构和表面状态，将多种功能集成到一种材料中，是制备多功能电磁波吸收材料有效策略。基于此，本研究以三聚氰胺泡沫作为基体，采用高温热解工艺制备三维导电碳泡沫，之后通过浸渍工艺利用低表面能的PDMS将磁性Fe₃O₄纳米颗粒固定在碳泡沫的骨架上，成功制备了多功能防水磁性碳泡沫（PDMS/Fe₃O₄/CF）。在此，三维多孔结构以及磁损耗和介电损耗的协同效应均有利于优化阻抗匹配，大量的碳缺陷和丰富的异质界面提供了偶极子/界面极化损耗机制，显著提高复合材料的电磁波吸收性能，最终表现出-47.36 dB的反射损耗和9.76 GHz的有效吸收带宽。此外，PDMS/Fe₃O₄/CF兼具焦耳电加热、疏水、隔热和红外隐身等性能，使其在个人热管理、油水分离和军事隐身等领域具有广阔的应用前景。

该研究得到国家自然科学基金(12072325)、国家重点研发计划(2019YFA0706802)、111项目(D18023)的资助。

论文信息:Lightweight waterproof magnetic carbon foam for multifunctional electromagnetic wave absorbing material. Dedong Wang, Jie Jin,Yan Guo, Hu Liu, Zhanhu Guo, Chuntai Liu, Changyu Shen. Carbon. 2023, 202, 464-474.

文章链接: https://doi.org/10.1016/j.carbon.2022.11.019