近日，安徽理工大學化學工程學院疏瑞文教授團隊在石墨烯基三維網狀超輕複合吸波材料研究中取得系列重要進展，相關研究成果發表于國內外著名學術期刊Journal of Materials Science & Technology（入選中國科技期刊卓越行動計劃重點期刊，中科院一區，Top期刊，IF=10.319）、Composites PartA（中科院一區，Top期刊，IF=9.463）、Journal of Colloid and Interface Science（中科院一區，Top期刊，IF=9.965）。
吸波材料是解決電磁干擾和電磁輻射污染問題的關鍵材料，同時在軍事雷達隱身和提高武器作戰效能方面也具有舉足輕重的作用，因而新型輕質高性能吸波材料的研發成為電磁功能材料領域的科技前沿和研究熱點。
《Construction of three-dimensional hierarchical porous nitrogen-doped reduced graphene oxide/hollow cobalt ferrite composite aerogels toward highly efficient electromagnetic wave absorption》（Journal of Materials Science & Technology, 2023, 132, 193-200）論文以氧化石墨烯為模板，採用溶劑熱-水熱自組裝兩步法合成氮摻雜石墨烯/中空鈷鐵氧體複合氣凝膠。研究發現，複合氣凝膠具有獨特的三維分級多孔網狀結構；鈷鐵氧體的形貌和添加量對複合氣凝膠的電磁參數與吸波性能具有顯著的影響。當中空鈷鐵氧體的添加量為15mg和匹配厚度為1.8mm時，複合氣凝膠具有最優的吸波性能，即最小反射損耗達-44.7dB、有效吸收頻寬為5.2GHz。複合氣凝膠的電磁衰減機理主要包括空間電荷在異質界面積累産生的界面極化損耗，石墨烯表面的結構缺陷、殘留官能團及氮原子摻雜誘導的偶極極化損耗，磁性中空鈷鐵氧體引起的自然共振損耗，三維網狀結構産生的傳導損耗和多重反射效應等。
《Facile construction of three-dimensional porous netlike reduced graphene oxide/zinc oxide composite aerogels as the lightweight, flame retardant, compression resilience and high-performance electromagnetic wave absorbers》（Composites Part A, 2022, 160, 107068）論文以氧化石墨烯為模板、醋酸鋅為鋅源、檸檬酸鈉為形貌調節劑、氫氧化鈉為pH調節劑，採用簡單的水熱法製備了還原氧化石墨烯/氧化鋅複合氣凝膠。研究表明，通過改變檸檬酸鈉的添加量可以有效調控複合氣凝膠的微觀形貌、電磁參數和吸波性能。當檸檬酸鈉的添加量為0.8 g時，複合氣凝膠具有最優的電磁波衰減能力，即最小反射損耗達-79.1 dB（99.99999%吸收），有效吸收頻寬為7.7 GHz，完全覆蓋Ku波段。此外，複合氣凝膠具有極低的密度（8.9mg/cm3，約為空氣密度的7倍）、良好的阻燃性能和壓縮回彈性。因此，本文的研究結果對新一代輕質多功能電磁吸波劑的研發具有重要的指導意義。
《Synthesis of hierarchical porous nitrogen-doped reduced graphene oxide/zinc ferrite composite foams as ultrathin and broadband microwave absorbers》（Journal of Colloid and Interface Science, 2022, 608, 2994-3003）論文采用溶劑熱-水熱兩步法製備了鋅鐵氧體空心微球修飾氮摻雜還原氧化石墨烯複合泡沫。研究發現，通過改變退火溫度，可以有效調控複合泡沫的石墨化度、磁性能、電磁參數和吸波性能。複合泡沫優異的吸波性能源於優化的阻抗匹配，增強的偶極極化、界面極化，多重反射、傳導損耗、自然共振和渦流損耗等的協同作用。
成果示意圖
據悉，疏瑞文教授長期從事新型磁/介電複合材料的設計、製備及其在電磁吸波領域中的基礎和應用研究，為2020年安徽省傑出青年科學基金獲得者，入選2021和2022年全球頂尖前10萬科學家榜單、淮南市第八批“50·科技之星”創新團隊負責人，擔任AdvancedPowderMaterials期刊青年編委。主持國家自然科學基金、安徽省傑出青年科學基金、安徽省高校自然科學研究重大項目等科研項目10余項。以第一/通訊作者發表SCI論文61篇（中科院一區Top期刊論文38篇，影響因子>9的論文25篇），SCI引用2100余次，單篇引用200次以上2篇，H因子25，入選ESI高被引論文5篇、熱點論文4篇，授權國家發明專利5項。（圖文/杜明燃）