喜马拉雅羊肚菌（Morchella Esculenta）作为可持续生物材料的微波吸收特性研究及其在电磁屏蔽中的应用

为应对5G时代日益严重的电磁污染问题，研究人员创新性地探索了喜马拉雅羊肚菌（Morchella Esculenta）的微波吸收性能。通过形态学、光学和介电特性表征，发现其具有独特的板状/线状结构和低光学带隙（2 eV），在13.78 GHz频率下实现最大反射损耗-27.37 dB（7 mm厚度）和8.15 GHz有效吸收带宽。这项研究为开发环保型电磁干扰（EMI）屏蔽材料提供了新思路。

　　

随着5G技术的普及，电磁污染已成为威胁现代电子设备和人类健康的隐形杀手。传统电磁屏蔽材料往往面临成本高、环境负担重等瓶颈，而生物质材料因其可持续性和独特的微观结构，正成为研究热点。喜马拉雅羊肚菌（Morchella Esculenta）作为珍贵的食用菌，此前主要因其药用价值被关注，但其在材料科学领域的潜力尚未充分挖掘。

来自中国的研究团队在《Next Materials》发表的研究，首次系统评估了这种特殊蘑菇的微波吸收性能。研究人员采用X射线衍射（XRD）、场发射扫描电镜（FE-SEM）和矢量网络分析仪（VNA）等技术，发现未经处理的羊肚菌粉末在2-18 GHz频段展现出卓越的电磁波耗散能力。

形态与成分分析
FE-SEM图像揭示了板状和线状结构的共存，这种异质界面促进了多重散射和界面极化。能量色散谱（EDS）显示材料主要含碳（C）、氧（O）和氮（N），其中碳元素形成的导电网络与含氧官能团共同优化了阻抗匹配。

介电性能突破
介电测试显示，材料在12.26 GHz处出现最大介电损耗（ε"=0.4037），Cole-Cole半圆证实了显著的极化弛豫现象。特别值得注意的是，7 mm厚样品在13.78 GHz实现-27.37 dB反射损耗，有效吸收带宽覆盖8.15 GHz，这一性能优于多数已报道的生物质基材料。

模拟验证
通过CST Microwave Studio仿真，证实材料在7 mm厚度时雷达散射截面（RCS）显著降低，平面波理论计算显示其近完美吸收特性。与完美电导体（PEC）相比，羊肚菌样品展现出均匀的远场能量分布。

这项研究的创新性在于揭示了天然真菌作为电磁功能材料的潜力：其特有的多孔分级结构、丰富的缺陷位点和官能团（如FTIR检测到的-OH、C=O等），协同实现了介电损耗与阻抗匹配的平衡。相比需要复杂处理的合成材料，这种"即取即用"的生物质解决方案更符合绿色制造理念。未来通过定向调控碳化程度或构建异质结，有望进一步拓展其在太赫兹频段的应用，为航空航天、军事隐身等领域提供新型可持续材料选择。