"一步法制备超柔性高强度三明治结构碳基吸波薄膜：定向压力过滤技术实现多层纳米复合材料的突破性应用"

本文创新性地采用定向压力过滤（Directional Pressure Filtration）技术一步法制备了氮掺杂碳纳米管（N-CNTs）/还原氧化石墨烯（RGO）/碳空心球/CoNi三明治结构巴基纸（buckypaper）。该材料兼具超柔性（可折叠成纸鹤无损伤）、高强度（拉伸强度21.6 MPa）和卓越微波吸收性能（最小反射损耗RLmin达-66.03 dB，有效吸收带宽EAB 5.0 GHz），通过过渡层设计强化层间结合，为可穿戴电子设备提供新型自支撑吸波材料解决方案。

　　

Highlight

本研究通过定向压力过滤技术一步法构建了具有"皮肤-过渡-核心"三明治结构的超柔性巴基纸。皮肤层采用氮掺杂碳纳米管（N-CNTs）负载CoNi纳米链/碳空心球（NHM-CoNi/NCNTs），核心层为氮掺杂还原氧化石墨烯（NRGO）复合相同组分，中间过渡层实现自然梯度过渡。这种独特的结构设计使材料在厘米尺度呈现磁耦合效应，突破传统粉末吸波材料需粘接剂固定的局限。

Preparation and structure

如图1所示，将聚偏氟乙烯（PVDF）溶于N-甲基吡咯烷酮（NMP），分别与NHM-CoNi/NCNTs（皮肤层）和NHM-CoNi/NRGO（核心层）超声混合。通过精密调控气压阀实现分层过滤：先过滤50%皮肤层悬浮液，随后注入核心层材料，最后覆盖剩余皮肤层。PVDF的引入显著提升薄膜成型性和超柔性，而CNTs/RGO构建的三维导电网络促进载流子迁移。透射电镜显示CoNi纳米链沿碳基底定向排列，形成丰富的异质界面。

Conclusions

该三明治结构巴基纸的创新性体现在：1）通过过渡层设计实现层间强结合，避免传统多层材料界面剥离问题；2）磁性纳米链突破Snoek极限，在2-8 GHz低频段实现强吸收；3）PVDF赋予材料类"高分子肌肉"的超柔特性，可承受11.5%拉伸应变。军事隐身和柔性电子领域应用测试表明，当皮肤层与核心层质量比为1:1时，雷达散射截面（RCS）在±60°范围内均低于-10 dB m²，展现卓越实战潜力。