开发轻质、高效且可调谐的电磁波（EMW）吸收材料，对于减轻电磁污染至关重要。然而，传统的粉末状吸收材料通常存在不可持续性和功能受限的问题。本文，西安理工大学任鹏刚 教授团队在《ACS Appl. Mater. Interfaces》期刊发表名为“Heterostructures of FeCoSe@MoS2 on Reduced Graphene Oxide Aerogels for Electromagnetic Wave Absorption at Low Frequency and Thermal Insulation”的论文，研究通过溶剂热法结合后续定向冷冻干燥策略，将FeCoSe@MoS₂与GO整合，成功制备了具有多尺度异质结构的FeCoSe@MoS₂/还原石墨烯氧化物（rGO）气凝胶。合理多组分配比所形成的互连多孔结构及丰富的异质界面，有助于优化阻抗匹配并丰富电磁波损耗行为。通过调整组分配比，可有效调控电磁波吸收性能。
经组分优化后的FeCoSe@MoS₂/rGO气凝胶实现了−55.21 dB的最小反射损耗（RLmin）以及6.74 GHz（11.26−18.0 GHz）的出色有效吸收带宽（EAB）。值得注意的是，所得气凝胶表现出显著的低频电磁波响应。在C波段，当匹配厚度为4.09 mm时，7.24 GHz处的最小反射损耗（RLmin）为−43.83 dB；当匹配厚度为4.55 mm时，有效吸收带宽（EAB）可达2.63 GHz（5.31−7.94 GHz）。通过调整匹配厚度，低频电磁波带宽可达3.04 GHz（4.96−8 GHz）。通过灵活调节匹配厚度，所得气凝胶的电磁波带宽可达13.04 GHz，几乎完全覆盖C、X和Ku波段。雷达截面模拟直观验证了所得气凝胶作为先进隐身材料的有效性。此外，所制备的气凝胶还展现出卓越的隔热性能，满足了多功能应用的要求。本研究通过结构设计和组分优化，为构建多功能电磁波吸收气凝胶提供了创新性见解。
Figure 1.(a) Schematic diagram of the fabrication procedures for the FeCoSe@MoS2/rGO aerogel. (b−d) Versatility of the resultant FeCoSe@MoS2/rGO aerogel.
总而言之，通过一种简便的溶剂热法结合冻干策略，成功制备了由FeCoSe@MoS₂修饰的基于rGO的气凝胶。所得气凝胶呈现分级多孔结构，这有助于改善阻抗匹配，并促进残留电磁波在孔壁上的多次反射。此外，引入FeCoSe@MoS₂既能有效抑制原始rGO气凝胶的高电导率，又能形成大量异质界面。电导率的降低可进一步优化阻抗匹配，而异质界面的形成则丰富了电磁波的衰减机制。这些优势共同使所得气凝胶实现了卓越的电磁波吸收性能。该FCSMR气凝胶在13.45 GHz时展现出−55.21 dB的最佳最小反射系数（RLmin），匹配厚度为2.40 mm，且具有6.74 GHz（11.26−18.0 GHz）的宽带有效吸收带宽（EAB）。此外，通过调节匹配厚度，其有效吸收带（EAB）可扩展至几乎覆盖整个 4.96–18.0 GHz 的测量频率范围。更重要的是，所得的 FCSMR 气凝胶在低频电磁波响应方面表现卓越。在 4.09 mm 的匹配厚度下，其在 7.24 GHz（C 波段）处获得了 −43.83 dB 的优异 RLmin 值，并具有 2.63 GHz（5.31−7.94 GHz）的宽 EAB。此外，由于存在多孔结构，热传导被显著抑制，这赋予了所制备的FCSMR气凝胶卓越的隔热性能。本研究通过组件优化和结构设计，为制造用于极端环境应用的电磁防护-红外隐身多功能集成气凝胶提供了新的见解。
文献：https://doi.org/10.1021/acsami.6c09650
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。
