我國(guó)科學(xué)家制備出新型超輕復(fù)合氣凝膠吸波材料

安徽理工大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院疏瑞文教授團(tuán)隊(duì)，合成了氮摻雜石墨烯/中空鈷鐵氧體復(fù)合氣凝膠，可用于電磁輻射“污染”防護(hù)、電磁干擾屏蔽、軍事隱身、隔熱防火等領(lǐng)域。

隨著5G通信技術(shù)的快速發(fā)展和電子設(shè)備的大量應(yīng)用，電磁波輻射對(duì)環(huán)境的影響日益增大。因此，治理電磁“污染”，尋找一種能吸收并削弱電磁波輻射的材料——吸波材料，已成為功能材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

作為目前世界上密度最小的固體材料——?dú)饽z，其具有獨(dú)特的三維多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、巨大的比表面積和超低的密度等特點(diǎn)，是一種潛在的輕質(zhì)吸波材料。

還原氧化石墨烯是一種新型的二維碳納米材料和功能化石墨烯。但單一的電磁波損耗機(jī)制、較差的阻抗匹配，使得還原氧化石墨烯的電磁吸波能力難以滿(mǎn)足實(shí)際應(yīng)用需求。

已有的研究表明，將二維還原氧化石墨烯納米片組裝成三維宏觀氣凝膠，進(jìn)一步與磁性鐵氧體復(fù)合構(gòu)筑石墨烯基磁性復(fù)合氣凝膠，不僅能夠大大降低體積密度，提高吸波劑和空氣之間的阻抗匹配度，還能實(shí)現(xiàn)多重電磁損耗機(jī)制的協(xié)同作用。

此次研究中，疏瑞文團(tuán)隊(duì)以氧化石墨烯納米片為模板、乙二胺為還原劑和氮摻雜劑，采用溶劑熱-水熱自組裝兩步法，合成氮摻雜石墨烯/中空鈷鐵氧體復(fù)合氣凝膠。

研究發(fā)現(xiàn)，復(fù)合氣凝膠具有獨(dú)特的三維分級(jí)多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和極低的密度（12.1~14.5 mg/cm3，約為空氣密度的9~11倍）。通過(guò)改變鈷鐵氧體的形貌和添加量，可以有效調(diào)控復(fù)合氣凝膠的電磁參數(shù)與吸波性能。其中，當(dāng)中空鈷鐵氧體的添加量為15 mg、匹配厚度為1.8 mm時(shí)，復(fù)合氣凝膠具有最優(yōu)的吸波性能，可以同時(shí)滿(mǎn)足“薄厚度、強(qiáng)吸收、寬頻帶、低密度和填充比”的實(shí)際應(yīng)用需求。

（來(lái)源：中國(guó)科學(xué)報(bào)）