电磁波吸收材料在实际应用中经常处于复杂环境中,其中湿度、盐度和各种污染物附着,不仅对材料的物理化学结构产生不利影响,还会严重影响其吸波效果及服役性能。因此,研发吸波材料的防水、抗污、防腐和环境适应性,并设计新型多功能高效吸波和环境适应性材料,对于国防重要设施在恶劣环境和复杂场景中应用至关重要。
ylzzcom永利总站线路检测博士生阙龙坤在周祚万教授指导下,提出一种基于石墨烯氟化异质界面精准调控策略,同时实现杂化纳米材料高效宽频吸波和超疏水功能。作者在前期提出的前驱体原位分解制备石墨烯包覆通纳米颗粒(GE@Cu,Carbon, 2024, 225: 119121)基础上,通过精确控制石墨烯氟化,调控F-GE@Cu异质界面的功能耦合,实现了纳米材料的宽带微波吸收和超疏水性能。实验和理论研究结果表明,氟化反应显著提升了了材料的阻抗匹配和电磁波损耗;同时,氟化石墨烯壳层结构赋予材料优异的超疏水性(纳米材料水接触角达154°),即使在酸性、碱性和盐溶液等恶劣的水环境中,该杂化纳米材料也能保持稳定结构稳定性和良好电磁波吸收性能。基于电磁参数模拟计算结果显示,3.5mm厚度下氟化纳米材料的反射率衰减可达-53.0dB,有效吸收带宽8.9GHz。相关研究以“Precise control of fluoridizing graphene@copper hybrids with heterogeneous interface coupling towards broadband microwave absorption and superhydrophobicity”为题发表于近期出版的材料科学顶级期刊(中科院一区TOP,中国科技期刊卓越行动计划英文领军期刊)Journal of Materials Science & Technology,2025,238:13-23 (doi.org/10.1016/j.jmst.2025.02.054). ylzzcom永利总站线路检测博士研究生阙龙坤为论文第一作者,周祚万教授和张海博士为共同通讯作者。

论文链接:https://doi.org/10.1016/j.jmst.2025.02.054
论文主要图表展示:

图 1. 氟化纳米杂化材料F-GE@Cu制备原理及工艺技术流程

图2. GE@Cu氟化反应调控中F-GE@Cu杂化材料结构演变过程

图3. GE@Cu及其氟化产物的电磁参数表征

图4. GE@Cu及其氟化产物宽频吸波性能

图5. 杂化纳米材料的阻抗匹配与吸波机理分析

图6. 氟化GE@Cu杂化纳米材料的疏水及耐腐蚀性能