近日，齊魯工業大學（山東省科學院）輕工學部、環境領域全國重點實驗室孔凡功教授團隊在材料領域國際知名期刊《AdvancedComposites and Hybrid Materials》（中科院一區，TOP期刊，影響因子23.2）上，發表了題為“The synergistic effect of hybridization-micro/nano-structuraldesign on the Ti3C2Tx MXene@CoFe-MOF@chitosanheterojunction enhances the absorption of electromagnetic waves”（雜化-微納結構的協同效應對電磁波吸收性能的影響）的最新研究論文，齊魯工業大學（山東省科學院）為論文唯一單位，輕工學部2021級碩士研究生彭慶港為論文第一作者，孔凡功、王守娟教授為論文通訊作者。
隨著電磁波（EMWs）技術在國防通信、高精度醫療設備及智能家居等領域的深度滲透，電磁污染已成為繼大氣、水質污染后的新型環境挑戰。尤其在高集成電子器件微型化與航空航天裝備輕量化趨勢下，傳統吸波材料面臨雙重困境：一方面，材料厚度與重量難以滿足“輕如蟬翼”的工程需求；另一方面，單一損耗機制導致寬帶吸收性能與阻抗匹配難以協同優化。如何突破“強衰減-弱匹配”的性能壁壘，開發兼具超輕、寬頻覆蓋及環境自適應性的新一代吸波材料，成為全球功能材料領域的攻關焦點。
圖. TMC碳氣凝膠的設計和電磁波吸收機制示意圖
本研究通過創新性協同調控雜化填料與微納結構，成功開發出Ti3C2T?MXene@CoFe-MOF@CS（TMC）碳氣凝膠。該材料基于異質界面極化與電磁協同效應，實現電磁波吸收性能的突破性提升：在超低密度（35.09 mg/cm3）條件下，經900 oC熱處理的TMC900展現出-50.95 dB的極限反射損耗及6.1 GHz的有效吸收帶寬，覆蓋90%以上微波頻段。此外，其獨特的微納多孔網絡賦予材料卓越的隔熱性與阻燃性，突破了傳統吸波材料在極端環境應用的局限性。研究揭示了雜化填料-結構協同作用機制，提出“異質界面電容效應”與“多級散射衰減”理論，為高性能電磁功能材料的結構設計提供了全新范式。
本研究得到國家自然科學基金項目（22478208）、濟南市高校20條創新團隊項目（202228073）、山東省科教產融合試點項目（2024ZDZX01）等項目的支持。
鏈接：https://doi.org/10.1007/s42114-025-01305-1
