新聞網(wǎng)訊 傳統(tǒng)的電磁防護(hù)織物主要依靠?jī)?yōu)良的導(dǎo)電性所帶來的強(qiáng)反射實(shí)現(xiàn)高效的電磁屏蔽效果。然而，高反射會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次電磁波輻射污染，同時(shí)，過高的電導(dǎo)率引起的阻抗失配和高反射會(huì)降低電磁吸收性能。此外，傳統(tǒng)型防護(hù)織物還存在成本高昂、柔韌性差、加工困難等缺陷，導(dǎo)致其商業(yè)應(yīng)用價(jià)值存在明顯的局限性。
針對(duì)上述問題，我校材料科學(xué)與工程學(xué)院能源與環(huán)境材料研究院吳廣磊教授團(tuán)隊(duì)制備了具有多功能應(yīng)用潛力的Co3SnC0.7/CNF和Fe0.64Ni0.36/MXene/CNFs復(fù)合納米纖維，可同時(shí)滿足薄厚度、強(qiáng)吸收、寬帶寬等多種電磁波防護(hù)要求。此外，納米纖維膜特有的高柔韌性、優(yōu)異抗拉強(qiáng)度以及良好的疏水性賦予了其用于生物紡織領(lǐng)域的卓越潛力。由于出色的電導(dǎo)損耗、豐富的極化損耗以及增強(qiáng)的磁損耗能力，使一維異質(zhì)結(jié)構(gòu)Co3SnC0.7/CNF納米纖維復(fù)合材料展現(xiàn)出優(yōu)異的電磁波吸收性能，最小反射損耗值（RLmin）在2.3 mm時(shí)達(dá)到了-51.7 dB，同時(shí)在2.5 mm時(shí)最大吸收帶寬（EAB，RL≤-10 dB）達(dá)到7.44 GHz。對(duì)于Fe0.64Ni0.36/MXene/CNFs復(fù)合納米纖維，由于MXene結(jié)合碳纖維構(gòu)筑微傳導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)改善了電子傳輸特性并增強(qiáng)了傳導(dǎo)損耗能力，同時(shí)磁性納米粒子通過共振效應(yīng)和渦流效應(yīng)引入了介磁損耗能力，使得其在2.7 mm處實(shí)現(xiàn)了-54.1 dB的最小反射損耗值，并且在2.1 mm的厚度下獲得了7.76 GHz的最大吸收帶寬。此外，F(xiàn)e0.64Ni0.36/MXene/CNFs納米纖維復(fù)合膜的高柔韌性所帶來的可控形變能力，賦予了其良好的可加工性。碳化后的納米纖維膜的表面移除了部分親水性官能團(tuán)，接觸角提升至95.2°，表明其已經(jīng)具備了一定的疏水性能。與前體納米纖維膜相比，在膜厚度僅為0.15 mm的條件下，碳化后納米纖維復(fù)合膜的楊氏模量顯著增加至7.96 MPa，大幅提升了約292 %，而斷裂伸長(zhǎng)率略微降低至45.3 %。優(yōu)良的多功能特性賦予了纖維膜作為生物醫(yī)用織物的現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)，為構(gòu)造多種用途的可穿戴紡織品提供了必要條件。這些工作瞄準(zhǔn)國(guó)際科技前沿和國(guó)家重大戰(zhàn)略需求，著力圍繞高性能戰(zhàn)略纖維與智能纖維開展研究，實(shí)現(xiàn)了跨學(xué)科多領(lǐng)域的交叉融合，拓寬了新型一維納米材料的多功能應(yīng)用前景。
這兩項(xiàng)工作分別以題為“Multicomponent nanoparticles synergistic one-dimensional nanofibers as heterostructure absorbers for tunable and efficient microwave absorption（Nano-Micro Lett., 2023, 15: 13.）”和“Electrospun Fe0.64Ni0.36/MXene/CNFs Nanofibrous Membraneswith Multicomponent Heterostructures as FlexibleElectromagnetic Wave Absorbers（Nano Res, 2023,16(2):3395-3407.）”發(fā)表在期刊Nano-Micro Letters（期刊影響因子23.655）和Nano Research（期刊影響因子10.269）上。材料科學(xué)與工程學(xué)院2019級(jí)碩士畢業(yè)生王晨曦和2021級(jí)碩士研究生張碩分別為兩篇論文的第一作者，吳廣磊教授為通訊作者，我校為獨(dú)立通訊單位。
吳廣磊教授課題組長(zhǎng)期從事新型電介質(zhì)微納米器件、電磁材料在紡織織物中的研發(fā)。近三年，在山東省高等學(xué)校青創(chuàng)人才引育團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目、省優(yōu)秀青年基金、省泰山學(xué)者青年專家等項(xiàng)目的資助下，課題組取得了一系列的重要科研成果。在2022年，課題組共計(jì)發(fā)表中科院大類一區(qū)論文20余篇，總影響因子超300。至此，所發(fā)表的全部論文SCI他引共計(jì)15000余次，H指數(shù)78，i10指數(shù)199；授權(quán)國(guó)家發(fā)明專利5項(xiàng)；連續(xù)兩年入選全球前2%頂尖科學(xué)家榜單及全球頂尖前10萬科學(xué)家榜單；擔(dān)任Int. J. Miner. Metall. Mater.雜志編委和SusMat首屆青年編委。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1007/s40820-022-00986-3；
https://doi.org/10.1007/s12274-022-5368-1.
魯公網(wǎng)安備 37021202000856號(hào) 
English