生物质衍生分级多孔碳框架实现高效宽频微波吸收

【字体: 时间:2025年07月22日 来源:Matter 17.3

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  随着无线技术发展带来的电磁波(EMW)污染问题日益严重,研究人员开发出基于木材和植物纳米纤维素的可再生材料PCW-PCF。该材料通过仿生设计实现多级散射和介电损耗,在9-40 GHz超宽频带内展现卓越吸收性能,同时具备角度不敏感性(≤60°)和双极化(TE/TM)稳定性,其超低密度(0.048 g/cm3)和66.46 MPa cm?3 g?1的比抗压强度为航空航天等领域提供革命性解决方案。

  

当无线技术浪潮席卷全球时,隐形杀手电磁波(EMW)污染也在悄然蔓延。科研人员从森林中获取灵感,将木材的天然定向孔隙与纳米纤维素(Nanocellulose)的导电网络完美融合,创造出革命性的磷酸化碳化木-纤维复合材料(PCW-PCF)。这种材料就像把整片森林微缩成智能屏障:木材固有的"波导管"通道如同树冠散射阳光般分解电磁波,而纳米纤维素构建的导电网络则像叶片转化太阳能那样,将电磁能转化为热能。

突破性的31 GHz超宽吸收带(9-40 GHz,NRL测试法)打破了传统吸波材料"窄带易失效"的魔咒。更令人惊叹的是,无论电磁波从哪个角度(≤60°)袭来,或是采用何种极化方式(TE/TM),PCW-PCF都展现出稳定的"全向防御"能力。其0.048 g/cm3的超轻特性堪比空气凝胶,却具备66.46 MPa cm?3 g?1的超强比抗压强度,就像用蛛丝编织的防弹衣。

这项自然启发的设计实现了材料分散(微观)与结构分散(宏观)的协同效应,通过多级散射和介电损耗的"组合拳",为5G基站、航天器隐身涂层等应用提供了可持续解决方案。阻燃特性的加持,更让这种"会呼吸的电磁盾牌"在极端环境下也能游刃有余。

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