综述：金属有机框架在电磁波吸收领域的最新进展

这篇综述系统总结了金属有机框架（MOFs）及其衍生物在电磁波（EMW）吸收材料中的设计策略、性能优化机制与应用前景，重点探讨了导电MOFs（cMOFs）的π-d共轭结构对介电损耗的调控作用，为开发轻量化、宽频带、高效吸收的功能-结构一体化材料提供了理论指导。

　　

电磁波吸收理论

电磁波吸收性能由阻抗匹配特性和衰减能力共同决定。阻抗匹配决定电磁波进入吸收体的效率，而衰减能力则关乎电磁能量的转化耗散。损耗机制主要包含介电损耗（导电损耗、极化损耗）和磁损耗（自然共振、交换共振、涡流损耗）。在千兆赫（GHz）频段，极化损耗主要源于界面极化和偶极子极化弛豫效应。

MOF衍生EMW吸收材料

MOFs凭借其晶体结构和金属-有机配位特性，经碳化/硫化/磷化处理后，可形成具有多相异质结构的衍生复合材料。例如：

• •

  ZnCo-ZIF衍生的Co/ZnO/Co₃ZnC异质原子金属纳米簇通过晶面取向调控，实现7.1 GHz有效吸收带宽（EAB）

• •

  MIL-88B(V)与MXene复合衍生的V₂O₃/VO/C@Ti₃C₂T_x通过内置电场（BIEF）增强界面极化，反射损耗（RL）达-50.10 dB

• •

  普鲁士蓝类似物衍生的CoFe/C/MXene/纤维素纳米纤维气凝胶密度仅12 mg/cm³，机械强度达1311%，展现结构-功能一体化优势

cMOF基吸收材料

导电MOFs通过金属中心（Cu/Zn/Ni/Co等）与含S/O/N配体的π-d轨道杂化实现电荷传输调控：

• •

  Cu-S键网络材料（如CuHT）利用硫原子孤对电子增强导电损耗，EAB达6.72 GHz

• •

  M₃(HHTP)₂系列（M=Cu/Zn/Ni）通过层间距调控载流子迁移率，Cu-HHTP在50 wt%填充量下RL达-63.55 dB

• •

  氮配位cMOFs（如Cu_1.3Ni_1.7(HITP)₂）因强共轭效应在15 wt%低填充量下即实现6.16 GHz超宽吸收

未来展望

MOF基材料需突破三大瓶颈：

1. 1.

   衍生过程精确控制：需建立热解动力学与组分/缺陷/孔结构的构效关系

2. 2.

   cMOFs稳定性提升：开发高导电率与化学稳定性协同优化的新型配体

3. 3.

   规模化制备工艺：发展溶液法、气相沉积等低成本合成路线

   通过3D打印构建超材料结构，或将成为实现GHz-THz全频段覆盖的关键技术路径。