陈旭远、王梅教授团队在可调谐、宽频带的电磁波吸收方面取得重要进展

近日，实验室陈旭远教授、王梅教授研究小组在Chemical Engineering Journal期刊（影响因子16.744）上发表题为《Ti3C2Tx MXene/graphene oxide/Co3O4 nanorods aerogels with tunable and broadband electromagnetic wave absorption》的研究论文，实验室博士生蔡卓为第一作者，王梅教授和马一飞副教授为通讯作者，论文合作者包括肖连团教授和贾锁堂教授。

     无线电子设备的广泛应用为人们生活带来便利的同时，也产生了大量电磁波辐射。这些辐射会对电子器件本身、甚至使用者身体健康造成危害，因此电磁波吸收材料的研究具有重要意义。当前，电磁波吸收材料面临的最大挑战是在薄厚度下实现高反射损耗的同时获得宽吸收带宽。研究发现，将高介电损耗的二维纳米材料和优异磁损耗性能的一维纳米棒相结合，形成电-磁协同效应可有效提高电磁波吸收率。

    本文根据电磁波吸收机制，结合三维“蜂窝”结构和电-磁协同效应，制备了MXene/GO/Co3O4纳米棒复合气凝胶（MGCR3），在材料厚度为2.07 mm时获得了12.73 GHz处−71.87 dB的最小反射损耗（即99.999991%的有效吸收），且其最大有效吸收带宽为6.88 GHz。良好的三维蜂窝结构、优异的阻抗匹配和高衰减常数是MGCR3的获得优异吸波性的关键。

      COMSOL模拟表明，MGCR3处于交变电磁场时，电场和磁场以均匀互连或耦合状态存在于其三维“蜂窝”壁和“蜂窝”空间内，有效地增加了电磁波损耗。CST三维雷达散射截面（RCS）分布图显示，MGCR3在实际远场条件下具有极低的垂直雷达散射强度，为其在实际电磁波吸收应用中提供了良好的理论依据。

该工作获得了量子光学与光量子器件国家重点实验室、极端光学省部共建协同创新中心、科技部重点研发计划、国家自然科学基金等项目的支持。

文章链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894723007738