Fe3O4修饰的三维氧化石墨烯-碳纳米管复合相变材料:多功能集成与电磁波协同调控

【字体: 时间:2025年08月01日 来源:Journal of Energy Storage 9.8

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  (编辑推荐)本研究通过氢键自组装构建了Fe3O4@GO-CNT三维网络,负载聚乙二醇(PEG)形成复合相变材料(CPCM)。该材料兼具97%超高光热转换效率、160%导热提升和-40.9 dB微波吸收性能,为电磁污染防护(EMW)与热管理提供了创新解决方案。

  

Highlight

通过氢键自组装成功制备的三维Fe3O4@GO-CNT复合材料,其负载聚乙二醇(PEG)后形成的复合相变材料(CPCM)展现出三大超凡特性:

  1. 零能耗热管理:材料熔融焓达163.49 J/g,导热性能比纯PEG提升160%,堪称"温度调节大师"。

  2. 光热转换王者:97%的逆天光热转换效率,让太阳能收集变得像"光合作用"般高效。

  3. 电磁波吞噬者:2.6mm厚度下-40.9 dB的反射损耗,3mm时7.7 GHz的有效带宽,电磁波(EMW)遇到它就像"泥牛入海"。

材料表征

单个Fe3O4@GO-CNT气凝胶仅重121mg,密度低至0.02 g/cm3——轻到可以稳稳立在树叶上(如图2a)。这种"超轻量化战士"的结构优势使其兼具高比表面积和优异的机械稳定性。

结论

Fe3O4@PEG@GO-CNT60实现了三大功能的完美融合:

  • 光吸收能力堪比"黑洞"

  • 光热存储效率突破物理极限

  • 微波吸收性能媲美专业军用材料

    这项研究为开发"智能皮肤"式多功能材料提供了全新范式,有望在电子设备热管理和军事隐身技术领域大放异彩。

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