综述：外场驱动的自适应电磁波响应材料：从机制到应用

这篇综述系统梳理了外场（力、热、电）调控电磁(EM)波屏蔽/吸收材料的最新进展，重点解析了力控形变（压缩/拉伸）、热致相变、亚波长结构超材料等动态调控机制，揭示了可切换（透射/吸收/反射）材料在解决传统静态EMI屏蔽局限性的突破性价值，为下一代自适应电磁功能材料设计提供理论支撑。

　　

Abstract

电子设备与无线通信的爆发式增长使电磁干扰(EMI)问题日益严峻，传统静态电磁屏蔽材料已难以满足复杂环境需求。外场驱动的自适应电磁波响应材料通过动态调控机制，实现了对电磁波传播行为的实时精确控制。

力控动态调控机制

压缩/旋转/拉伸等机械力可诱导材料微观结构重组，显著改变其电磁参数。例如：多孔碳基材料在压缩形变时，孔隙率降低导致介电常数提升，电磁波吸收带宽可拓宽300%；取向排列的碳纳米管/聚合物复合材料在拉伸状态下，因导电网络重构而产生从反射到吸收的响应切换。

热致相变调控路径

基于VO₂的相变材料在68℃附近发生绝缘体-金属转变，其电磁波透射率可骤降4个数量级。通过掺杂调控相变温度，可设计温度阈值在30-80℃区间可调的智能窗材料。低熔点合金/弹性体复合材料则利用热膨胀效应，在50-120℃实现电磁屏蔽效能(SE)的梯度变化。

电场驱动智能材料

铁电/铁磁复合材料在电场作用下产生磁电耦合效应，通过非接触调控实现SE的30dB动态切换。液晶基材料在外加电场中分子取向变化，可在2.4GHz和5.8GHz双频段实现吸收率从15%到95%的可逆调节。

亚波长结构设计策略

超表面通过几何相位调控实现电磁波前整形，其谐振频率可随结构形变偏移达40%。梯度折射率超材料将传统均匀材料的单一吸收峰拓展为2-18GHz宽频吸收。可重构超表面通过微流控或微机电系统(MEMS)实现单元结构动态重构，达成雷达散射截面(RCS)的实时编程控制。

挑战与展望

当前材料仍面临多场耦合调控精度不足（±5%）、环境稳定性差（>500次循环后性能衰减20%）等瓶颈。未来发展方向包括：开发机器学习辅助的多尺度结构设计、发展柔性可穿戴器件的集成工艺、建立动态EMI屏蔽的国际评价标准。相变材料与超表面的融合创新，有望催生具有认知能力的自适应电磁防护系统。