轻质核壳结构再生丝素蛋白/MXene纳米纤维复合薄膜在X波段的高效电磁波吸收研究

本文创新性地采用静电纺丝结合浸涂技术制备了具有核壳结构的再生丝素蛋白(RSF)/MXene纳米纤维复合薄膜。该材料在低MXene负载量(6.1 wt%)下即展现出卓越的电磁波吸收(EMA)性能：1.9 mm厚度时反射损耗(RL)达-53.8 dB，有效吸收带宽(EAB)覆盖8.2-12.4 GHz频段，同时具备28.01 MPa的优异机械强度。研究通过雷达散射截面(RCS)模拟验证了其实际应用潜力，为开发新型轻质多功能电磁防护材料提供了新思路。

　　

本研究通过溶剂溶解-静电纺丝-浸涂策略制备了具有独特核壳结构的RSF/MXene纳米纤维复合薄膜（图1a）。首先采用溶剂溶解和静电纺丝技术制备直径约169.27±46.32 nm的RSF纤维，再通过浸涂将MXene纳米片均匀包覆在纤维表面，获得RSF/MXene-X系列复合薄膜（简称RM，X代表浸涂次数）。得益于网络骨架结构和MXene与RSF间丰富的氢键作用，复合材料展现出28.01 MPa的拉伸强度。MXene纳米片构建的连续导电通路使薄膜电导率高达39.4 S/cm。

RSF薄膜制备流程如图S1a所示：天然蚕茧（图S1a₁）经碱液处理去除丝胶，脱胶蚕丝直径约10 μm（图S2）。采用钙盐溶液溶解纤维，透析后离心去除不溶物。带负电的...

综上所述，通过简单的静电纺丝结合浸涂工艺，我们成功制备出具有优异电磁波吸收(EMA)性能的核壳结构RSF/MXene纳米纤维复合薄膜。材料卓越的EMA性能源于其复杂的电磁波损耗机制：包括三维导电网络产生的传导损耗、优化的阻抗匹配以及多重界面极化效应。这种高性能复合材料为电磁防护材料的开发提供了新范式，在柔性可穿戴设备和柔性传感器领域展现出广阔应用前景。