新型ZrO2/C/rGO/Ni异质复合材料协同衰减实现高效电磁波吸收

为应对电磁污染问题，研究人员通过水热法、γ射线辐照和高温热解技术，构建了具有多孔异质结构的ZrO2/C/rGO/Ni复合材料。该材料在7.8 GHz频率下反射损耗（RLmin）达-48.39 dB，有效吸收带宽（EAB）为4.67 GHz，其性能源于导电损耗、极化损耗等多机制协同作用，为MOFs衍生吸波材料设计提供了新思路。

　　

随着电子设备普及，电磁污染已成为威胁军事安全和人类健康的重要问题。传统吸波材料如铁氧体存在密度高、稳定性差等缺陷，而金属有机框架（MOFs）衍生物因可调结构和多孔特性展现出潜力，但热稳定性差和单一损耗机制限制了其应用。北京服装学院等机构的研究人员通过创新性设计，开发出兼具磁-介电协同效应的ZrO₂/C/rGO/Ni复合材料，相关成果发表于《Journal of Alloys and Compounds》。

研究采用水热法合成GO/UIO-66-NH₂前驱体，通过γ射线辐照原位还原Ni纳米颗粒，最终经高温热解获得目标材料。关键技术包括：1）静电吸附引导MOFs在GO表面定向生长；2）γ射线辐照实现Ni²⁺的均匀还原；3）800℃热解形成稳定多孔异质结构。

Results and Discussion部分显示：扫描电镜证实材料保留了八面体形貌，Ni纳米颗粒（20-50 nm）均匀分散于ZrO₂/C/rGO基底。电磁参数测试表明，rGO与热解碳层形成连续导电网络，提升介电损耗；Ni纳米颗粒通过涡流损耗和自然共振增强磁损耗。在2.7 mm厚度下，7.8 GHz处反射损耗达-48.39 dB，优于多数MOFs基吸波材料。

Conclusions指出：该研究通过多尺度界面工程实现了阻抗匹配与损耗机制协同，为解决单一组分吸波材料性能瓶颈提供了新策略。材料中ZrO₂提升热稳定性，rGO增强导电性，Ni纳米颗粒引入磁损耗，三者协同作用使EAB覆盖Ku波段（12.63-17.30 GHz），在雷达隐身和电子防护领域具有应用前景。

该工作的创新性体现在：1）首次将γ射线辐照技术应用于MOFs衍生吸波材料制备；2）通过UIO-66-NH₂热稳定性解决了传统MOFs结构坍塌问题；3）建立的"介电-磁"双损耗模型为多功能吸波材料设计提供了理论参考。研究获得国家自然科学基金等项目支持，相关技术已申请专利保护。