高性能Cu/Co双金属改性碳纤维网络：协同增强恶劣环境下的防腐与电磁波吸收性能

针对传统电磁波吸收(EMA)材料吸收能力有限且易腐蚀失效的难题，中国科学院研究人员通过静电纺丝结合高温碳化技术，开发出兼具优异电磁波吸收(RLmin=-44.74 dB@2.7mm)与防腐性能的CuCo碳纳米纤维复合材料，为海洋等恶劣环境下的电磁防护提供了创新解决方案。

　　

随着5G时代电子设备激增，电磁干扰(EMI)已成为重大社会挑战。传统电磁波吸收(EMA)材料面临两大瓶颈：单一碳基材料阻抗匹配差导致电磁波(EMW)反射严重，且高盐/湿热环境易引发材料腐蚀失效。这严重制约了其在海洋装备等恶劣场景的应用。针对这一难题，中国科学院团队创新性地将导电金属Cu与磁性金属Co协同负载于碳纤维，开发出兼具优异EMW吸收与防腐性能的双功能材料。

研究采用静电纺丝结合梯度高温碳化(600-900°C)技术制备CuCo碳纳米纤维(CNFs)，通过XRD、SEM等表征手段证实800°C碳化样品具有最优结晶度与三维网络结构。关键实验发现：1）800°C处理的CuCo CNFs形成丰富的异质界面，通过介电-磁协同损耗机制实现RL_min=-44.74 dB的超强吸收；2）电化学测试表明经环氧树脂包覆后，材料在盐雾环境中阻抗值保持10⁵ Ω·cm²以上，展现卓越防腐性能。

【结构表征】FE-SEM显示纤维直径约450nm，HR-TEM证实Cu/Co纳米颗粒均匀分散（图2a-c）。XPS分析揭示材料表面存在Cu⁰/Cu²⁺和Co⁰/Co²⁺多价态，促进界面极化损耗。
【性能优化】碳化温度调控实验表明：800°C样品因石墨化程度适中，兼具良好导电性（促进欧姆损耗）与适当缺陷浓度（增强偶极极化），实现最佳阻抗匹配。
【机理分析】电磁参数测试证实材料通过磁滞损耗（Co）、介电损耗（CNFs）及多重反射（三维网络）的协同作用，有效拓宽吸收带宽（EAB达5.1GHz）。

该研究突破性地解决了EMA材料环境适应性差的行业痛点，提出的"金属改性-结构调控-有机包覆"三重防护策略，为开发新一代海洋用电磁防护材料提供了理论依据与技术范式。论文发表于《Progress in Organic Coatings》期刊，通讯作者Xia Zhao强调："这种材料在舰船隐身涂层和近海基站防护领域具有重大应用前景。"研究获得国家自然科学基金（U2106221等）支持，相关技术已申请专利保护。