无线通信发展加剧电磁辐射污染，威胁健康并引发设备干扰。理想吸波材料需强衰减、宽带宽、轻薄且耐极端环境，但传统金属/铁氧体密度大、易腐蚀；碳基材料阻抗匹配差、损耗单一；复合材料界面弱、分散不均，恶劣环境下性能衰减，难以满足航空航天等高端需求。因此，开发兼具高效吸波与环境稳定性的多功能材料成为关键。
近日，郑州大学单崇新教授，杨西贵教授团队提出异质结构工程 + sp²-sp³ 共价键合创新策略，成功开发出金刚石 – 石墨烯复合吸波材料（DC）。该团队以纳米金刚石（ND）为前驱体，经 1200℃预石墨化形成富勒烯包裹结构，再通过中高压高温（HPHT，7.0 GPa、1100-1300℃）处理，构建出多层石墨烯嵌入纳米金刚石基体的异质结构，石墨烯与金刚石通过 sp²-sp³ 共价键紧密连接，实现介电性能与结构稳定性的协同优化。
图1. 金刚石复合材料的制备路线与多维度性能：(a) 合成流程示意图，纳米金刚石经 1200℃预石墨化形成富勒烯包裹结构，再经 7.0 GPa、1300℃ HPHT 处理制备块体复合材料；(b) 结构示意图与代表性显微图像，纳米金刚石（D）基体中嵌入多层石墨烯（G），二者通过 sp²-sp³ 共价键连接；(c) 金刚石复合材料与碳纳米管（CNT）复合材料、还原氧化石墨烯（RGO）复合材料等主流吸波材料的性能对比雷达图，展示其在吸波性能、热稳定性、机械强度等方面的综合优势。
核心性能优势显著：吸波性能方面，优化后的 DC-3 样品最小反射损耗（RLmin）低至 **-60 dB**（3.0 mm 厚度），有效吸收带宽（EAB）达4.0 GHz（2.7 mm 厚度），覆盖 C-Ku 波段关键频率；环境耐受性方面，氧化起始温度达 1145 K， fracture toughness 为 16.8 MPa・m¹/²，维氏硬度 41.9 GPa，在 3.5% NaCl 溶液中腐蚀电流密度 <10⁻⁶ A/cm²，兼具高温稳定性、机械强韧与抗腐蚀能力；高温吸波稳定性方面，773-973 K 范围内吸波性能保持稳定，适配极端温度场景。该方法通过异质界面工程实现吸波性能与环境稳定性的统一，为恶劣环境下的电磁防护提供了全新方案，相关研究成果以 “Heterostructure-engineered diamond-graphene composites for high-performance and stable electromagnetic wave absorption” 为题，发表于《Nature Communications》。
链接：https://doi.org/10.1038/s41467-026-71355-6
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