電磁波在通訊、智慧穿戴、航空航天等領域的應用愈發廣泛，但亦引發電磁干擾、汙染及輻射安全等問題；開發高效吸波材料成為解決上述問題的關鍵。傳統吸波材料因其功能單一難以滿足高溫、複雜電磁特殊環境下效能需求，促使研究人員不斷探索新型多功能整合材料。多孔碳氣凝膠材料，因其大的比表面積和獨特結構備受關注，但應用於吸波領域仍面臨諸多挑戰。
本文北京化工大學胡傳剛課題組聯合河北唐山開灤新材料有限公司李建華博士開發了一種超輕多功能各向異性氣凝膠，巧妙的結構設計實現智慧電磁波吸收，滿足吸波材料的高效能、高耐火性和高靈活的可調控性需求。
TOC: RCP氣凝膠的結構設計和效能對比
透過熱處理冰晶誘導的氧化/氧化碳奈米管/六氯三聚磷腈複合陣物列結構，獲得了具有縱向蜂窩狀多孔和橫向整齊層狀結構的輕質、多功能碳基氣凝膠，該材料同時實現了優異吸波效能、阻燃性和隔熱性。各向異性結構設計確保其可根據環境需求沿不同傾斜角度展現吸波效能的可調效能。與層狀結構相比，蜂窩狀多孔結構有效促進了電磁波在材料內部的多次反射和散射，大幅度提高了電磁波在材料內部的延伸，從而實現了較高的吸波效能。最佳化後的R 10C 2P-4（前驅體中氧化石墨烯/氧化碳奈米管/六氯三聚磷腈的比列為10:2:1，氧化石墨烯的濃度為4 mg mL -1）在縱向方向上的最小反射損耗為-61.5 dB，而在橫向方向上則低至-22.4 dB。此外，多孔結構有效抑制了熱量的擴散，六氯三聚磷腈熱解產生的磷物種進一步提升了其阻燃性和隔熱性，使材料在縱向方向上的熱導率低至20.6 mW m -1 K -1。總之，本研究為多功能EMA材料的設計提供了巧妙的見解，使其能夠靈活適應複雜環境需求。
圖文導讀
圖1. RCP氣凝膠的製備示意圖及其物理表徵
圖2. RCP氣凝膠的形貌變化
圖3. RCP氣凝膠的效能
圖4. RCP氣凝膠的吸波機理
圖5. RCP氣凝膠的機械、阻燃、熱隔離效能
小結
綜上所述，透過定向冷凍和後續熱還原成功製備了多功能RCP氣凝膠。該氣凝膠具有各向異性結構，縱向呈蜂窩狀多孔結構，橫向呈整齊排列的層狀結構，可根據環境需求調節效能。當氧化石墨烯濃度為4 mg ml-1時，所得R10C2P-4氣凝膠表現出最優異的效能，具有超低密度（2.83 mg cm-³）、良好的電磁波吸收效能、出色的阻燃性和隔熱性。因此，R10C2P-4氣凝膠在航空航天、隱身武器、電磁防護等高科技領域具有可開發的應用前景。
來源：高分子科學前沿
宣告：僅代表作者個人觀點，作者水平有限，如有不科學之處，請在下方留言指正！
