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为解决传统吸波材料在宽带吸收与多功能性上的挑战，研究人员受蝉翼抗反射特性启发，制备类蝉翼结构的有机 - 无机纳米杂化吸波体及多层吸波结构。三层结构实现 17 GHz 超宽带吸收（EAB），最小 RL 达 - 68.49 dB，兼具疏水性能，为高性能吸波材料设计提供新策略。
在科技高速发展的今天，卫星通信、5G 技术等电磁波技术深刻改变着人类生活，然而其带来的电磁辐射问题却如影随形，成为全球亟待解决的挑战。传统微波吸收材料在应对多频段电磁辐射时，常面临吸收带宽有限、功能单一的困境，尤其难以覆盖从低频到高频的宽范围波段，如 5G 通信的 n77（3.3～4.2 GHz）、n79（4.4～5.0 GHz）频段至卫星通信频段，且兼具多功能性的材料设计更是难上加难。如何开发出具备超宽带吸收能力且集多种功能于一体的吸波材料，成为科研人员攻坚的核心方向。
为突破这一瓶颈，国内研究人员开展了一项富有创新性的研究。他们从自然界中蝉翼的抗反射特性获得灵感，致力于构建一种仿生微波吸收体系，相关成果发表在《Applied Materials Today》。
研究人员采用水热法和自组装等关键技术方法，首先制备出一种类蝉翼结构的有机 - 无机纳米杂化吸波体。该吸波体以金属 - 有机配位化合物（MOC）作为纳米凸起，多层氧化石墨烯（MLGO）模拟蝉翼，通过调控不同层间的电磁损耗机制，进一步构建了多层吸波结构。
结构与形貌研究
通过溶剂热法组装 MOC，并利用 Hummer 法制备 MLGO，经 XRD 和 FTIR 光谱证实，MLGO 成功引入了 - COOH 和 - OH 官能团。所制备的纳米杂化吸波体呈现出独特的层状结构，MOC 纳米凸起均匀分布于 MLGO 片层表面，这种仿生结构为宽频电磁吸收奠定了基础。
吸波性能测试
对多层吸波结构的性能研究发现，三层吸波结构（TL2）展现出惊人的超宽带吸收能力，其有效吸收带宽（EAB）覆盖 L 到 Ku 波段，达 17 GHz。在低频段，主要依靠 MOC 的磁损耗和界面极化效应吸收电磁波；高频段则通过 MLGO 的介电损耗和多层结构的多次反射散射消耗能量，两者协同作用实现了宽频覆盖。该结构的最小反射损耗（RL）达 - 68.49 dB，表明其对电磁波具有极强的吸收效率。
多功能特性分析
除吸波性能外，基于该仿生吸波体制备的复合薄膜表现出疏水特性，接触角达 116°，这一性能源于材料表面的粗糙结构和化学组成，使其在复杂环境中可能具备抗污染和自清洁能力，拓展了材料的应用场景。
雷达散射截面验证
通过雷达散射截面（RCS）测试证实，三层吸波结构的 RCS 降低达 33.6 dB?m2，显著提升了目标的隐身性能，为其在军事隐身领域的应用提供了实验依据。
研究结论表明，这种受蝉翼启发的仿生设计策略成功构建了具有超宽带吸收和多功能性的层状吸波结构。其核心创新在于通过有机 - 无机杂化体系的合理设计，实现了不同频段电磁损耗机制的有效匹配，同时赋予材料疏水等附加功能。该研究不仅突破了传统吸波材料在带宽和功能上的局限，为应对 5G 时代复杂的电磁环境提供了新方案，更从生物仿生角度为高性能吸波材料的设计开辟了全新路径，有望推动其在通信、雷达隐身、电子设备抗干扰等领域的实际应用，为解决全球电磁污染问题提供了极具潜力的技术方向。
