近日，材料学院周玉院士团队黄小萧教授课题组在柔性电磁波吸收材料的研究中取得了重要进展。研究成果以《ANF/GMWCNT纤维组装的轻质柔性织物用于宽带电磁波吸收》(Lightweight and Flexible Fabric Assembled by ANF/GMWCNT Fibers for Broadband Electromagnetic Wave Absorption)为题发表在《Advanced Functional Materials》上。该成果为开发多场景应用的柔性电磁波吸收材料提供了一条新途径。

         针对军事技术、信息安全防御和个人健康保护的紧迫需求，各种先进材料的开发持续突破吸波性能的指标，但其固有特性和材料形式在应对复杂场景需求时表现出局限性。因此，开发能够同时解决设备隐身与个人防护等多场景应用的高效电磁波吸收材料，是当前存在的一大挑战。

          针对这一目标，研究团队通过湿法纺丝-溶胶凝胶转化策略制备了一种芳纶纳米纤维/石墨化多壁碳纳米管复合纤维，并将纤维编织得到织物。芳纶纳米纤维经过质子化并在石墨化多壁碳纳米管的阻隔作用下形成三维结构作为纤维支撑骨架，获得了30.254 MPa的最佳拉伸应力。线性的石墨化多壁碳纳米管吸附在芳纶纳米纤维周围相互搭接而自然地形成三维导电网络从而对电磁波产生电导损耗和界面极化损耗。随着复合纤维中碳纳米管含量的提升，织物的损耗能力逐渐增强，但过度损耗导致了材料阻抗失配反射电磁波而失去了有效吸收。最终在芳纶纳米纤维和石墨化多壁碳纳米管质量比为1:2时，织物实现了75.18 dB的最小反射损耗和7.68 GHz的有效吸收带宽。模拟复杂环境，织物经过热处理后结构的进一步调控，产生的孔隙和官能团优化了阻抗匹配并增强极化能力，有效吸收带宽进一步增宽至8.02 GHz。在远场模拟中，织物的雷达截面积最佳可减少31.68 dBm²，表现其电磁隐身潜力。织物兼具焦耳加热能力，具有快速的焦耳热响应和循环耐久性，在10 V外加电压下温度可达105.5°C。

         哈工大为该论文的唯一通讯单位，材料学院硕士生陈涛为第一作者，黄小萧教授、闫岳峰博士为通讯作者。

          该研究获国家自然科学基金等项目资助。

         论文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202528094

图1 (a) AGCFF-x和(b) AGCFF-x-T的三维雷达截面积仿真结果；(c) 覆有吸收涂层的PEC模型示意图。：(d) AGCFF-x和PEC，(e) AGCFF-x-T和PEC一维极坐标系下的雷达截面积曲线图。(f) 织物的电磁波损耗机制示意图。(g) 柔性电磁波吸收材料的性能对比图。

图2 AGCFF-2的焦耳加热性能。(a)不同电压下AGCFF-2的红外热像图和(b)温度随时间变化曲线；(c)不同外加电压下的平均温度及其U²的线性拟合；(d) AGCFF-2的散热情况。(e) AGCFF-2在10 V外加电压下连续5次循环的温度曲线。