鑽石舞台

1.提出利用空間限域效應調控MOFs及衍生碳材料尺寸大小的新思路。

針對輕量化、超薄厚度和高性能的吸波材料的需求，西北工業大學劉攀博與南京理工大學歐陽博及寧波材料研究所寧明強共同提出了利用碳納米籠的空間限域生長策略，調控封裝到碳納米籠中的MOFs大小。利用納米尺寸效應產生的尺寸依賴氧化調節MOFs衍生碳材料的相雜化，進一步增強極化損耗和介電性能。同時藉助碳籠的中空結構調節阻抗特性，減少吸波劑的負載量，實現輕質高效吸波特性。結果表明，該材料的最大反射損耗為-50.6 dB，有效帶寬可達6.6 GHz。這種空間限域策略為調控MOFs材料尺寸及衍生物的相雜化工程提供了新思路。

IICo/Co₃O₄@HCNs結構表徵

IIICo/Co₃O₄@HCNs的微波吸收性能表徵

IV微波吸收機理分析

首先，中空的結構極大降低了吸收體與空氣界面的界面阻抗，優化阻抗特性。其次，碳納米籠具有較大的體積填充率，通過物理搭接，有利於電子傳輸並消耗微波能量。在外電場作用下，複雜的導電網絡通過自發感應產生電流，將電磁能轉化為熱能。此外，偶極/界面極化是決定極化損耗和介電性能的主要因素。衍生物Co/Co₃O₄中離子雜化、誘導缺陷、雜原子和殘餘官能團改變局部電子密度並觸發介電偶極子振盪，從而增強偶極極化。此外，由於Co和Co₃O₄具有相同立方相，這種轉變促進了具有相干界面的相雜化，從而增強界面極化效應。因此，Co/Co₃O₄@HCNs具有優異的介電損耗。最後，在2-18 GHz範圍內，磁損耗主要以鐵磁共振和渦流損耗為主。由於Co/Co₃O₄@HCNs的非磁性空腔使得飽和磁化強度值有所較低。而降低的矯頑力值歸因於在相同晶體結構下Co顆粒的晶粒尺寸小於臨界值和近似形狀各向異性，利於提高磁損耗。總而言之，介電損耗和磁損耗之間的協同效應有利於提高材料阻抗匹配和吸波性能，分級多孔結構有利於多重散射，影響吸波性能。