近日，河南大學化學與分子科學學院龔春紅教授團隊在電磁波吸收領域取得新進展，系列研究成果分別發表在《Advanced Functional Materials》《Journal of Materials Science & Technology》《Chemical Engineering Journal》等國際期刊，並獲授權國家發明專利（CN 116854479 B）。
微波吸收材料是電磁干擾防護和隱身技術的關鍵。然而，在高溫或變溫環境中，材料的阻抗匹配與介電損耗效能對溫度的依賴性差異，使得在寬溫度範圍內滿足吸波效能的需求變得困難。為解決這一挑戰，龔春紅教授團隊基於超複合材料設計策略，提出了一種多尺度功能單元最佳化方案，顯著提升了材料的吸波效能。研究揭示了在變溫條件下，介電響應特徵與微波吸收效能之間的構效關係，為開發高效能寬溫域吸波材料提供了有效的解決方案。
微觀與介觀設計上，利用離子液體與氧化（GO）之間的陽離子-π相互作用及靜電相互作用，調控石墨烯奈米片的交聯程度和微觀形貌；構築亞波長尺度離散分佈吸波單元，利用其抗反射特性，有效降低吸波材料對溫度變化的敏感性，使其在273K至473K的寬溫度範圍內保持穩定的介電效能和優良的吸波效能（Chemical Engineering Journal ）。
宏觀結構最佳化方面，利用超材料結構設計“稀釋”材料的等效介電常數，降低其對溫度變化的敏感性。分別研究了吸波單元的電磁引數、尺寸及間距等結構引數對超材料等效電磁特性、電場與磁場分佈以及功率損耗情況的影響，在此基礎上製備具有優異效能的超複合材料。該研究為突破材料本徵效能的限制，寬溫域範圍內調控電磁波的吸收效能提供了更多設計自由度（Journal of Materials Science & Technology）。
在上述研究基礎上，研究團隊系統總結了微波吸收材料的多尺度結構設計和最佳化策略，探討了不同環境溫度條件下吸波材料介電效能及其對不同頻率電磁波的響應行為，揭示了高溫條件下介電響應特徵與微波吸收機理之間的關係，為高溫吸波材料的理性設計提供了理論指導和方法借鑑（Advanced Functional Materials）。
論文連結：
https://doi.org/10.1002/adfm.202423897
https://doi.org/10.1016/j.jmst.2024.04.011
https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.159118
龔春紅，教授，博士生導師，河南省特聘教授，中國材料研究學會超材料分會理事會理事，中國電子材料行業協會電磁防護分會理事會理事，中國複合材料學會電磁複合材料分會委員，中國材料研究學會智慧感測功能材料與器件分會委員會委員，河南省高等學校青年骨幹教師，河南省塗料行業協會專家委員會委員。主要從事奈米材料的結構設計、宏量製備及其在能量轉化與寬溫域電磁防護材料領域的應用研究，主持國家自然科學基金專案4項、各種省級專案及企業合作專案多項。近年來，在Advanced Functional Materials, Nano-Micro Letters, Chemical Engineering Journal, J. Mater. Sci. Technol., Nano Research, J. Mater. Chem., Composites Part B, Materials Today Physics, Appl. Phys. Lett.等期刊上發表SCI收錄論文50餘篇；指導本科生團隊獲得國家級，省級大學生創新專案10餘項；獲“河南省優秀博士論文獎”，“河南大學師德先進個人”獎勵，2019-2023年度連續獲得河南省塗料行業協會“河南省塗料行業發展推動者”、“行業工作先進人物”、“行業優秀科技工作者”等榮譽稱號。
來源：河南大學
