梯度核壳结构Nd2O2S/C@CuWS@PAN/EVA薄膜：兼具电磁防护与火灾安全性的多功能材料设计

为解决智能设备电磁污染引发的火灾隐患问题，研究人员通过构建梯度导电核壳结构Nd2O2S/C@CuWS@PAN微波吸收材料（MAMs），开发出兼具优异电磁衰减性能（-49.1 dB）与火灾安全性的自修复柔性薄膜，其热释放率降低25%，为可穿戴设备等前沿领域提供创新解决方案。

　　

随着5G时代智能设备的普及，电磁污染已成为威胁电子设备稳定运行、诱发火灾隐患的隐形杀手。传统电磁防护材料往往面临功能单一、易燃易损的困境，尤其在可穿戴设备等柔性应用场景中，亟需兼具高效电磁波吸收（Microwave Absorption Materials, MAMs）与火灾安全性的创新材料。中国科学技术大学的研究团队在《Polymer Degradation and Stability》发表的研究中，通过巧妙的材料设计给出了突破性解决方案。

研究团队采用溶剂挥发法制备了具有梯度导电核壳结构的Nd₂O₂S/C@CuWS@PAN颗粒，并将其与乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）复合形成柔性薄膜。关键技术包括：1）通过Nd-MOF模板热解合成磁性Nd₂O₂S/C核体；2）原位生长导电CuWS壳层；3）聚丙烯腈（PAN）表面修饰优化阻抗匹配；4）EVA基体双组分（熔点为32°C和75°C）设计实现光热自修复功能。

【材料表征】
扫描电镜（SEM）显示立方体Nd-MOF经700°C煅烧后成功转化为Nd₂O₂S/C核体，表面粗糙度增加但形貌保持完整。X射线光电子能谱（XPS）证实CuWS壳层的成功包覆，形成明显的核壳界面。

【电磁性能】
在10%低填充量下，材料展现出-49.1 dB的最小反射损耗（RL_min）和2.7 GHz的有效吸收带宽（EAB）。计算机模拟技术（CST）证明梯度导电结构通过介电-磁协同效应优化了电磁波衰减路径。

【火灾安全性】
锥形量热测试表明，添加Nd₂O₂S/C@CuWS@PAN使EVA基体的峰值热释放率（pHRR）降低25%，燃烧残余物形成致密炭层有效阻隔热量传递。

【自修复功能】
基于EVA4260/EVA1828的熔融特性差异，薄膜在氙灯照射下可实现微裂纹的自主修复，经5次损伤-修复循环后仍保持85%以上的原始力学强度。

该研究开创性地将稀土材料的磁损耗特性、金属硫化物的介电损耗能力与聚合物的柔性特征相结合，不仅解决了传统MAMs功能单一的瓶颈问题，更通过智能自修复设计延长了材料使用寿命。其低填充量、宽频吸收特性显著降低了工业应用成本，为可穿戴电子、变形机器人等前沿领域提供了"电磁防护-火灾安全-损伤修复"三位一体的创新解决方案，标志着多功能防护材料开发进入新阶段。