高效电磁污染防护：MWCNTs增强PLA/PP/PMMA复合材料的微波吸收与力学性能研究

为解决电磁污染问题，研究人员通过双螺杆挤出和熔融沉积建模(FDM)技术，将多壁碳纳米管(MWCNTs)与聚乳酸(PLA)、聚丙烯(PP)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)复合，制备出兼具优异微波吸收与力学性能的复合材料。其中MWCNTs-2.5样品在3.1 mm厚度下反射损耗达-47.62 dB，有效吸收带宽1.82 GHz，拉伸强度提升13.9%，断裂伸长率从21%增至27.2%，为有机-无机复合吸波材料开发提供新思路。

　　

这项突破性研究揭示了多壁碳纳米管(MWCNTs)在功能性复合材料中的双重作用。通过精密的双螺杆挤出(twin-screw extrusion)和熔融沉积建模(FDM)技术，科研团队成功将MWCNTs与生物可降解的聚乳酸(PLA)、轻质聚丙烯(PP)和透明聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)有机结合。令人振奋的是，含2.5%MWCNTs的样品展现出惊人的微波吸收能力——在3.1毫米厚度时实现-47.62分贝的反射损耗，相当于吸收99.998%的入射电磁波。更巧妙的是，该材料在2.6毫米厚度下能有效吸收14.88-16.70千兆赫频段的电磁波，覆盖1.82千兆赫的带宽。雷达截面(RCS)模拟结果进一步证实了其卓越的电磁衰减性能。

从力学性能角度看，MWCNTs的加入使复合材料发生华丽蜕变：拉伸强度跃升至19.86兆帕，较空白样品提升13.9%；断裂伸长率从21%大幅提升至27.2%，实现了强度与韧性的完美平衡。这种"一材双效"的特性突破，为开发新一代智能电磁防护材料开辟了道路，在医疗设备屏蔽、可穿戴电子防护等领域具有广阔应用前景。