对于在复杂环境中运行的现代电子设备而言，轻质且柔性的电磁波（EMW）吸收材料变得日益重要，这有助于应对日益严峻的电磁污染挑战。本文，中国建筑材料科学研究总院有限公司Tiantian Si、Shuai Xie等研究人员在《ACS Applied Nano Materials》期刊发表名为“Carbon Black/Graphene Composite-Decorated Basalt Fiber Fabric for Electromagnetic Wave Absorption”的论文，研究利用纳米炭黑（CB）和石墨烯片（GSs）制备了一种电磁波吸收涂层。二维片状结构与零维球形结构的协同结合形成了“点-面”接触配置，构建了更高效的电子传输网络，从而提升了界面接触效率。
此外，通过刮刀涂布工艺将该涂层与玄武岩纤维织物（BFF）结合，开发出了一种柔性吸收织物。玄武岩纤维有助于优化阻抗匹配，其独特的交织结构则促进电磁波在内部发生多次反射和折射，从而显著提升了吸收性能。当CB/GSs填料含量为20%–25%时，该织物达到了最佳的电磁波吸收性能。在X波段，反射损耗（RL）达到−38.75 dB，最大有效吸收带宽（EAB）为3.53 GHz。在Ku波段，最小RL为−32.9 dB，最大EAB为3.36 GHz。与普通玄武岩纤维织物相比，该吸波织物不仅具有更高的机械强度，还具备优异的疏水性能，使其能够适应更复杂的应用环境。本研究为电磁波吸波材料的工业化开发提供了可行方案。
图. Schemes of the EMW absorbing mechanism of CB/GSs-BF fabrics.
综上所述，本研究成功制备了一种具有优异分散性和卓越电磁波吸收性能的CB/GSs电磁波吸收涂层。通过刮刀涂布工艺，在玄武岩纤维表面形成了薄而均匀的复合涂层，最终制备出性能卓越的电磁波吸收型BFF。该制备工艺简单，有利于工程应用。
- 通过精确控制浆料中碳材料的质量分数，可准确调节电磁参数。当CB/GSs填料含量处于20%–25%的范围内时，所得的电磁波吸收型BFF表现出最佳性能。在X波段，实现了低至−38.75 dB的反射损耗（RL），等效带宽（EAB）为3.53 GHz。在Ku波段，最小反射损耗达到−32.90 dB，等效带宽为3.36 GHz。
- BFF内部的交织纤维结构有助于在其表面功能层形成三维网络。这延长了入射电磁波在纤维内的传播路径，使其在CB/GSs复合材料中经历反复的电阻损耗和极化损耗，最终实现高效衰减。
- 聚二甲基硅氧烷（PDMS）与复合碳材料通过独特的界面结构对纤维进行改性，在保持织物柔韧性的同时显著提升了其力学性能。此外，低表面能的PDMS涂层将材料的接触角从54°大幅提升至99.8°，进一步优化了织物的疏水特性。
卓越的电磁波吸收性能，结合显著增强的机械强度和疏水性，共同确保了这种吸波织物在复杂甚至极端环境中的功能稳定性。这使其在飞机、船舶工程及专业工业等领域的电磁波防护应用中具有广阔的发展前景。
文献：https://doi.org/10.1021/acsanm.6c00599
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