復(fù)旦車仁超教授團隊Adv. Sci.：具有豐富電磁異質(zhì)界面的多級空心結(jié)構(gòu)促進微波吸收
構(gòu)建電磁異質(zhì)界面是一種有效的調(diào)節(jié)材料的電磁參數(shù)和提高材料電磁波吸收的有效方法。然而，由于缺乏針對局域微觀電磁場的深入研究，電磁異質(zhì)界面的精準(zhǔn)調(diào)控仍面臨理論指導(dǎo)不足的問題。此外，利用多級結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)合界面調(diào)控與跨尺度磁增強效應(yīng)，從而實現(xiàn)電磁協(xié)同設(shè)計，一直是電磁功能材料領(lǐng)域的重大挑戰(zhàn)之一。
圖1 利用“聚合-刻蝕”策略合成多級空心結(jié)構(gòu)。
圖2 通過溫度變化調(diào)節(jié)材料的組分，結(jié)構(gòu)和磁性強度。
近期，復(fù)旦大學(xué)車仁超教授團隊利用巧妙的刻蝕-聚合策略設(shè)計了一種多尺度的空心結(jié)構(gòu)，成功地在空心結(jié)構(gòu)中“定制”了豐富的電磁異質(zhì)界面（如圖1），并且通過溫度變化有效地調(diào)節(jié)了電磁組分（如圖2）。運用有特色的可原位加電磁場的透射電鏡樣品臺和電子全息技術(shù)，有效地證實了大量電磁異質(zhì)界面的存在（如圖3）。該工作詳細的分析了材料實現(xiàn)高效的微波吸收性能機制：以電磁異質(zhì)界面帶來的界面極化損耗為主導(dǎo)的介電損耗和高密度磁性顆粒構(gòu)建的磁耦合帶來的磁損耗機制（如圖4）。這項工作為設(shè)計電磁異質(zhì)界面提供了一種有效的策略，系統(tǒng)的研究了電磁功能材料在電磁波損耗方面的機理。該工作以“Customizing Heterointerfaces in Multilevel Hollow Architecture Constructed by Magnetic Spindle Arrays Using the Polymerizing-Etching Strategy for Boosting Microwave Absorption”為題發(fā)表在《Advanced Science》上（DOI: 10.1002/advs.202200804）。文章第一作者是復(fù)旦大學(xué)許春洋博士。
圖3 具有豐富的電磁異質(zhì)界面的空心結(jié)構(gòu)。
圖4 電磁異質(zhì)界面誘導(dǎo)的界面極化損耗和磁性顆粒耦合帶來的磁損耗等機制分析。
該工作是團隊近期關(guān)于設(shè)計和調(diào)控電磁波吸收材料的最新進展之一。為實現(xiàn)電磁功能材料在微波吸收上的“寬、強、薄、輕”，該團隊設(shè)計了一系列不同結(jié)構(gòu)和組分的電磁波吸收材料，并通過局域微觀電磁場的深入研究系統(tǒng)地揭示了電磁波的損耗機制。如核殼金屬材料（Adv. Mater. 2016, 28, 486；Small 2017, 13, 1602779；Small 2020, 16, 2003502），多級組裝的電磁協(xié)同材料（Adv. Funct. Mater. 2019, 29, 1901448；Adv. Funct. Mater. 2021, 31, 2102812; Small 2021, 17, 2103351），二維過渡金屬材料（Adv. Funct. Mater. 2022, 32, 2108194；ACS Nano 2022, 16, 1150）等，并在綜述文章里詳細的討論了不同維度的電磁功能材料和結(jié)構(gòu)-性能的內(nèi)在機制（Adv. Mater. 2022, 34, 2107538）。
原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202200804
下載：Customizing Heterointerfaces in Multilevel Hollow Architecture Constructed by Magnetic Spindle Arrays Using the Polymerizing-Etching Strategy for Boosting Microwave Absorption
