随着对低频（2–8 GHz）电磁波能量吸收需求的日益增长，设计具有低频电磁波吸收（EWA）性能的介电柔性材料变得至关重要。由于高介电常数与低介电损耗之间难以平衡，使用薄型介电EWA材料实现高效的低频微波吸收仍面临挑战。本文，中国石油大学（北京）杨旺 教授、李永峰 教授等在《Chemical Engineering Journal》期刊发表名为“Enhancing low-frequency electromagnetic wave absorption via induced polarization in honeycomb-structured graphene/polymer flexible fibers”的论文，研究通过一种简便的相分离策略制备了柔性蜂窝结构聚醚砜/石墨烯（PES/G）纤维。
这种结构能够破坏石墨烯的导电网络，并优化阻抗匹配，从而允许电磁波进入。得益于PES中的苯环与石墨烯六元环之间的π-π共轭作用，强烈的界面极化响应了来自传统高频区域的低频电磁波。因此，该介电PES/G纤维被调控为呈现超高的介电常数和适宜的介电损耗，在3.52 GHz时反射损耗达−56.7 dB，在2.72 GHz时达−34.2 dB，展现出卓越的低频电磁波吸收性能。此外，PES/G纤维还具有出色的柔韧性和机械强度，使其能够编织成大尺寸柔性织物。这项研究突破了碳基介质吸收体的传统性能极限，为设计轻量级、柔性的低频EWA系统提供了可行的策略。
图1. (a) The ranges of ε’ and ε’′ values achieving low-frequency EWA at a thickness range of 1.5–5.0 mm in the 5, 4 and 3 GHz. (b) A schematic diagram of the typical conductive filler distribution in polymer composites. (c) Structural formulas and spatial structural configurations of PES, PPSU and PS. (d) Schematic of the successive fabrication process for PES/G composite fibers.
综上所述，通过一种简便且可扩展的相分离方法，成功制备出了具有低频EWA特性的柔性PES/G纤维。其独特的结构和组成使得介电常数能够被精确调节，达到传统碳基介电材料无法企及的数值范围。理论计算和实验结果证实，蜂窝结构有效优化了阻抗匹配，而极性PES基质则促进了聚合物-石墨烯异质界面处的大量电荷积累。由此形成的微电容结构还能显著增强界面极化，从而提高衰减能力。PES/G在C波段和S波段展现出优异的电波吸收性能，即使在薄层条件下，其在3.52 GHz时的最小反射损耗可达−56.7 dB。雷达截面积（RCS）仿真进一步证实，与PEC平板相比，反射信号显著降低，突显了其实际应用价值。值得注意的是，这是首次通过在聚合物基复合材料中设计蜂窝结构，实现基于石墨烯介电材料的有效低频电波吸收。本研究展示了其在下一代柔性低频电波吸收应用中的巨大潜力。
文献：https://doi.org/10.1016/j.cej.2026.175183
本文来自材料分析与应用，本文观点不代表石墨烯网立场，转载请联系原作者。
