基于点击化学法的MWCNTs/Si3N4/PPy三元复合材料制备及其电磁波吸收性能研究

为解决电磁干扰污染问题，研究人员通过点击化学法构建MWCNTs/Si3N4二元复合材料，并原位聚合PPy制备三元复合材料。结果表明，当配比为2:1:4时，材料在2.5 mm厚度下反射损耗(RLmin)达-40.14 dB，最大吸收带宽(EABmax)为6.88 GHz，异质界面极化效应显著提升电磁波(EMWs)衰减性能。该研究为新型吸波材料设计提供了新思路。

　　

随着电子设备的智能化普及，电磁污染已成为威胁通信安全与人体健康的重要问题。传统吸波材料存在阻抗失配、吸收频带窄等缺陷，亟需开发新型复合材料。安徽理工大学的研究团队在《Vacuum》发表研究，通过创新性结合无机陶瓷与导电聚合物优势，构建了具有多重损耗机制的三元吸波体系。

研究采用点击化学法实现MWCNTs与Si₃N₄的共价键合，通过原位聚合包覆PPy。利用SEM、XPS、XRD和矢量网络分析仪等表征手段，系统分析了材料形貌、电磁参数与吸波性能的构效关系。

【FT-IR和XRD分析】
红外光谱证实MWCNTs末端炔基化（1618 cm^-1特征峰减弱）与Si₃N₄叠氮化修饰成功。XRD显示PPy非晶包覆层有效抑制了MWCNTs的团聚现象，比表面积增加至原始材料的2.3倍。

【结论】
最优配比(2:1:4)样品表现出"电容器"式异质界面结构：MWCNTs构建三维导电网络，Si₃N₄提供介电损耗，PPy涂层通过分子链取向极化增强多重散射。这种协同效应使材料在2.0 mm厚度即可覆盖6.88 GHz超宽频带，较二元体系性能提升300%。

该研究首次实现MWCNTs/Si₃N₄共价键合与PPy原位聚合的工艺结合，为开发"薄、轻、宽、强"吸波材料提供了新范式。国家自然科学基金（51707003、52374178）资助的这项成果，在航空航天隐身涂层和电子设备EMI屏蔽领域具有重要应用前景。