近日，安徽理工大学化学工程学院疏瑞文教授团队在石墨烯基三维网状超轻复合吸波材料研究中取得系列重要进展，相关研究成果发表于国内外著名学术期刊Journal of Materials Science & Technology（入选中国科技期刊卓越行动计划重点期刊，中科院一区，Top期刊，IF=10.319）、Composites PartA（中科院一区，Top期刊，IF=9.463）、Journal of Colloid and Interface Science（中科院一区，Top期刊，IF=9.965）。
吸波材料是解决电磁干扰和电磁辐射污染问题的关键材料，同时在军事雷达隐身和提高武器作战效能方面也具有举足轻重的作用，因而新型轻质高性能吸波材料的研发成为电磁功能材料领域的科技前沿和研究热点。
《Construction of three-dimensional hierarchical porous nitrogen-doped reduced graphene oxide/hollow cobalt ferrite composite aerogels toward highly efficient electromagnetic wave absorption》（Journal of Materials Science & Technology, 2023, 132, 193-200）论文以氧化石墨烯为模板，采用溶剂热-水热自组装两步法合成氮掺杂石墨烯/中空钴铁氧体复合气凝胶。研究发现，复合气凝胶具有独特的三维分级多孔网状结构；钴铁氧体的形貌和添加量对复合气凝胶的电磁参数与吸波性能具有显著的影响。当中空钴铁氧体的添加量为15mg和匹配厚度为1.8mm时，复合气凝胶具有最优的吸波性能，即最小反射损耗达-44.7dB、有效吸收带宽为5.2GHz。复合气凝胶的电磁衰减机理主要包括空间电荷在异质界面积累产生的界面极化损耗，石墨烯表面的结构缺陷、残留官能团及氮原子掺杂诱导的偶极极化损耗，磁性中空钴铁氧体引起的自然共振损耗，三维网状结构产生的传导损耗和多重反射效应等。
《Facile construction of three-dimensional porous netlike reduced graphene oxide/zinc oxide composite aerogels as the lightweight, flame retardant, compression resilience and high-performance electromagnetic wave absorbers》（Composites Part A, 2022, 160, 107068）论文以氧化石墨烯为模板、醋酸锌为锌源、柠檬酸钠为形貌调节剂、氢氧化钠为pH调节剂，采用简单的水热法制备了还原氧化石墨烯/氧化锌复合气凝胶。研究表明，通过改变柠檬酸钠的添加量可以有效调控复合气凝胶的微观形貌、电磁参数和吸波性能。当柠檬酸钠的添加量为0.8 g时，复合气凝胶具有最优的电磁波衰减能力，即最小反射损耗达-79.1 dB（99.99999%吸收），有效吸收带宽为7.7 GHz，完全覆盖Ku波段。此外，复合气凝胶具有极低的密度（8.9mg/cm3，约为空气密度的7倍）、良好的阻燃性能和压缩回弹性。因此，本文的研究结果对新一代轻质多功能电磁吸波剂的研发具有重要的指导意义。
《Synthesis of hierarchical porous nitrogen-doped reduced graphene oxide/zinc ferrite composite foams as ultrathin and broadband microwave absorbers》（Journal of Colloid and Interface Science, 2022, 608, 2994-3003）论文采用溶剂热-水热两步法制备了锌铁氧体空心微球修饰氮掺杂还原氧化石墨烯复合泡沫。研究发现，通过改变退火温度，可以有效调控复合泡沫的石墨化度、磁性能、电磁参数和吸波性能。复合泡沫优异的吸波性能源于优化的阻抗匹配，增强的偶极极化、界面极化，多重反射、传导损耗、自然共振和涡流损耗等的协同作用。
成果示意图
据悉，疏瑞文教授长期从事新型磁/介电复合材料的设计、制备及其在电磁吸波领域中的基础和应用研究，为2020年安徽省杰出青年科学基金获得者，入选2021和2022年全球顶尖前10万科学家榜单、淮南市第八批“50·科技之星”创新团队负责人，担任AdvancedPowderMaterials期刊青年编委。主持国家自然科学基金、安徽省杰出青年科学基金、安徽省高校自然科学研究重大项目等科研项目10余项。以第一/通讯作者发表SCI论文61篇（中科院一区Top期刊论文38篇，影响因子>9的论文25篇），SCI引用2100余次，单篇引用200次以上2篇，H因子25，入选ESI高被引论文5篇、热点论文4篇，授权国家发明专利5项。（图文/杜明燃）