近日，我中心硕士王德栋以第一作者在Journal of Materials Chemistry C 期刊发表了题为“Facile Preparation of a Cellulose Derived Carbon/BN Composite Aerogel for Superior Electromagnetic Wave Absorption”的研究论文，论文通讯作者为刘虎副教授。

随着5G信息技术的发展，使用千兆赫电磁波（EMW）的电子设备已经普及。然而，产生的辐射和干扰不仅威胁人类生命健康，还会影响高灵敏度电子设备的正常运转。因此，设计一种具有EMW高效吸收性能的新材料以实现切断EMW的传播成为当务之急。目前，理想的高性能吸收体应具有重量轻、厚度薄、强度高、带宽宽等特点，以满足不同情况下的应用。

碳基气凝胶因其具有特殊的三维结构、重量轻、孔隙率高、比表面积大和导电性优良等特点备受关注。在此，以α-纤维素作为碳源，以氮化硼为填料，通过凝胶、冻干、热解等工艺制备纤维素碳/氮化硼复合气凝胶(CCA/BN)。氮化硼在纤维素水溶液中的优异分散性可以避免团聚，使其均匀分散在复合气凝胶的骨架中。通过改变氮化硼的负载量和热解温度，可以有效地调节CCA/BN的EMW吸收性能。其中，氮化硼的引入和碳基气凝胶的良好导电性使CCA/BN具有良好的阻抗匹配和出色的导电损耗。同时，丰富的界面和热解产生的缺陷能够有效增强极化损耗。此外，独特的三维多孔结构能够为多重反射和散射提供位点，有效提高了EMW吸收效率。结果表明，CCA/BN表现出优异的EMW吸收性能(RL_min=-49.2 dB)。同时，最大有效吸收带宽（EAB_max）为8.16 GHz (9.68-17.84 GHz)，覆盖了大部分X波段和几乎整个Ku波段。所以，CCA/BN作为一种新型的高效EMW吸收体，在电磁防护和吸收领域具有很好的应用潜力。

该研究得到国家自然科学基金(51803191和12072325)、国家重点研发计划(2019YFA0706802)、111项目(D18023)的资助。

论文信息:Facile Preparation of Cellulose Derived Carbon/BN Composite Aerogel for Superior Electromagnetic Wave Absorption. Dedong Wang, Minyue Zhang, Yan Guo, Tiantian Bai, Hu Liu*, Chuntai Liu and Changyu Shen. J. Mater. Chem. C, 2022, 10, 5311-5320.

文章链接:https://doi.org/10.1039/D2TC00205A