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张其土教授、王丽熙副教授课题组在《Nanoscale》上发表关于轻质高效核桃壳纳米多孔碳吸波材料的研究

     随着电磁技术的发展,人们遭受越来越严重的电磁污染。电磁污染不仅会干扰精密的电子设备,也会对人类的健康造成威胁。因此,急需开发出能高效吸收电磁波的材料。传统的吸波材料如铁氧体,由于密度较大,所需涂层较厚,大大限制了它的实际应用。目前,吸波材料正在往涂层薄,密度小,吸波能力强,有效吸波频带宽四个方向发展。

    为了探寻轻质高效吸波材料,近期,协同创新中心纳米与功能复合材料课题组张其土教授、王丽熙副教授团队报道了一种通过KOH活化法制备出的核桃壳纳米多孔碳材料。该成果已刊登在材料和纳米领域国际Top期刊《Nanoscale》(2017,IF= 7.367,第一作者为研究生仇旭,通讯作者为王丽熙副教授)。该材料具有较高的比表面积(736.2m2/g),最可几孔径为0.46nm。研究发现未经活化直接碳化的核桃壳碳材料由于介电损耗能力太差几乎没有吸波性能,而经过活化以后吸波性能有了显著的提高。研究显示,微孔结构有利于提高材料的介电损耗能力。这是因为当电磁波入射到微孔中时,部分电子会积聚到微孔孔壁处形成界面极化,从而增强了材料的介电损耗能力。该材料在8.88GHz处,最大反射损耗达-42.4dB,最佳匹配厚度仅为2mm,是一种简单易得的轻质高效吸波材料。

    该项工作得到了江苏省先进无机功能复合材料协同创新、江苏省优势学科、国家自然科学基金青年基金(51202111)等项目的资助和支持。

  

 

图1. 经活化温度为550oC(a),600oC(b),650oC(d)以及600oC直接碳化(c)得到的核桃壳多孔碳材料不同厚度反射损耗

2. 核桃壳多孔碳吸波原理示意图

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