先进雷达与电子系统的广泛应用催生了对超薄、轻量化、宽带电磁（EM）吸收体的迫切需求。本文，北京信息科技大学梁密生 副教授、尤睿 教授，东南大学 周小阳 教授，清华大学田禾 长聘副教授等在在《Carbon》期刊发表名为“Broadband electromagnetic wave absorption by ultrathin graphene honeycombs with multicomponent heterointerfaces”的论文，研究设计了一种飞秒激光诱导的NiFe₂O₄@MXene复合石墨烯（LINFMG），其兼具蜂窝状结构、丰富的C–N偶极子及多重异质界面。电磁波在石墨烯蜂窝结构内发生多次反射，并与孔壁上的异质界面、偶极子及磁性材料相互作用。通过多机制耦合的协同增强，LINFMG在保持超薄特性的同时，实现了激光诱导石墨烯基材料中破纪录的电磁吸收性能。LINFMG的优化反射损耗降至−68.2 dB，最优有效吸收带宽(EAB)达6.8 GHz。该材料同时展现出雷达截面积(RCS)抑制能力，最大值达31.22 dB·m²。本研究为先进石墨烯基电磁波吸收体的设计及简易一步法制备提供了重要启示。
图1. (a) Schematic of the process for synthesizing LINFMG via femtosecond laser induction. (b) Microscopic-scale interaction process of LINFMG prepared by femtosecond laser induction. (c) Application of LINFMG in EM absorption device manufacturing.
综上所述，本研究提出了一种简便的制备方法，并成功利用飞秒激光诱导加工技术合成了基于石墨烯的复合材料LINFMG。该材料具有蜂窝状网络结构，其层状孔壁表面分布着NiFe₂O₄和MXene颗粒。该三元复合体系通过丰富的异质界面实现电磁波高效衰减。当NiFe₂O₄掺杂浓度为21 mM、MXene掺杂浓度为3 mM时，材料在1.58 mm厚度下反射损耗降至-68.2 dB。当NiFe₂O₄掺杂浓度为3 mM且MXene掺杂浓度为3 mM时，在2.00 mm厚度下有效吸收带宽（EAB）达6.8 GHz。LINFMG复合材料实现的最佳雷达截面积(RCS)衰减达31.22 dB·m²。研究揭示了潜在的电磁波耗散机制，包括优化阻抗匹配、极化损耗与导电损耗的协同效应、磁损耗及多重反射效应。得益于多异质界面与蜂窝结构的协同电磁衰减效应，以及多机制耦合的增强作用，该LINFMG复合材料在保持超薄形态的同时，实现了石墨烯基吸波材料中最高的反射损耗记录。本研究为高性能超薄石墨烯电磁防护材料的设计与简易制备开辟了新途径，并为开发宽带高效电磁波吸收器件提供了创新策略。
文献：https://doi.org/10.1016/j.carbon.2026.121240
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