新聞網(wǎng)訊 近日，材料科學(xué)與工程學(xué)院吳廣磊教授團隊在多功能電磁吸波材料方向取得重要研究進展，研究成果以“Synergistic Polarization Relaxation in Heteroatom-Optimized Heterointerfaces for Electromagnetic Wave Absorption”為題發(fā)表在《Advanced Functional Materials》期刊（DOI: 10.1002/adfm.202500304）。我校為第一完成與通訊作者單位，通訊作者為吳廣磊。材料科學(xué)與工程學(xué)院2023級碩士研究生徐爽為本論文第一作者。
雜原子摻雜與非均質(zhì)界面調(diào)控已被證實是提升電磁波吸收性能的有效策略，如何精準設(shè)計原子級摻雜結(jié)構(gòu)并揭示多界面協(xié)同機制仍是該領(lǐng)域的難點。團隊設(shè)計并構(gòu)建一種雜原子優(yōu)化協(xié)同極化策略，通過氣氛誘導(dǎo)熱解法對Fe基MOF前驅(qū)體進行精準調(diào)控，成功制備了雜原子摻雜的碳納米纖維復(fù)合材料。雜原子誘導(dǎo)的協(xié)同極化效應(yīng)，包括偶極子極化、界面極化和缺陷誘導(dǎo)極化，共同增強材料的整體吸收能力。
結(jié)果表明，氮和氧等雜原子在增強材料的極化效應(yīng)中起著關(guān)鍵作用。這些雜原子引入了額外的缺陷位點并誘導(dǎo)了局部結(jié)構(gòu)畸變，從而產(chǎn)生了額外的極化中心，顯著改善了極化損耗和EMW吸收性能。得益于獨特的雜原子梯度分布與多尺度異質(zhì)結(jié)構(gòu)設(shè)計，F(xiàn)e?N@Ni?Fe/CNF復(fù)合材料展現(xiàn)出卓越的吸波性能，材料同時展現(xiàn)優(yōu)異的耐腐蝕特性，根據(jù)電化學(xué)阻抗測試顯示電荷轉(zhuǎn)移電阻最低，基于DFT模擬結(jié)果，F(xiàn)e2N、Fe2O3和Fe在吸波材料中通過多重損耗機制協(xié)同優(yōu)化阻抗匹配，有效增強電磁波吸收性能。這項工作通過建立雜原子-界面構(gòu)效關(guān)系模型，為新型電磁吸收材料的原子尺度工程化設(shè)計提供了理論依據(jù)。
論文鏈接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202500304
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