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  進入信息時代以來，各種無線通信和電子設備得到了迅速發(fā)展。它們給人類生活帶來便利的同時也產(chǎn)生了電磁污染，這對軍事應用和人體健康構(gòu)成了嚴重威脅。因此，開發(fā)高性能電磁波吸收材料已成為當前工程材料領域的重要課題。近年來，人們以磁性金屬及氧化物、碳基材料、過度金屬硫化物等材料為研究對象，通過結(jié)構(gòu)調(diào)控和多元復合等方式開發(fā)了多種高損耗和寬吸收的電磁波吸收劑。然而電磁波吸收材料在惡劣環(huán)境，特別是腐蝕性條件下的實用性往往被忽視。比如，在強鹽霧、高濕度中的通信基站和海洋環(huán)境中的軍艦很容易被腐蝕。腐蝕產(chǎn)物堆積會造成其表面的吸波涂層脫落從而使其喪失電磁防護能力。因此，開發(fā)具有防腐性能的高效吸波材料具有重要的意義。

  基于此，西北工業(yè)大學化學與化工學院張寶亮課題組通過將S-NiSe/HG封裝在室溫自愈合聚氨酯（SPU）中實現(xiàn)了電磁波吸收和腐蝕防護。通過雙缺陷工程協(xié)同肖特基界面構(gòu)筑的策略賦予S-NiSe/HG高空位濃度、豐富缺陷和中等電導率。這些結(jié)構(gòu)特點通過增強偶極/界面極化損耗和優(yōu)化傳導損耗的方式協(xié)同平衡了介電損耗。最后，優(yōu)化的S-NiSe/HG表現(xiàn)出高效的電磁波吸收性能，最小反射損耗（RL_min）為-54.8dB，有效吸收帶寬（EAB）為7.1GHz。此外，S-NiSe/HG的“迷宮效應”與SPU的主動修復能力使S-NiSe/HG/SPU復合涂層具有長效的腐蝕防護性能。腐蝕10天后，S-NiSe/HG/SPU任具有低的腐蝕電流密度（1.3×10^-5 A）和高的電荷轉(zhuǎn)移電阻（3796 Ω?cm²）。相關研究成果以“S-NiSe/HG Nanocomposites with Balanced Dielectric Loss Encapsulated in Room-Temperature Self-Healing Polyurethane for Microwave Absorption and Corrosion Protection”為題在線發(fā)表于國際知名期刊《ACS Nano》。該院博士研究生張云飛和副教授張蕾為本文共同第一作者，張寶亮教授為通訊作者。 

材料制備

圖1雙功能填料和復合聚氨酯的制備

NiSe的空位濃度對吸波性能的調(diào)控

圖2 不同空位濃度S-NiSe/HG的形貌、組成和吸波性能表征

rGO的結(jié)構(gòu)完整度對吸波性能的調(diào)控

圖3不同結(jié)構(gòu)完整度S-NiSe/HG的形貌、組成和吸波性能表征

S-NiSe/HG/SPU的鎂合金防腐性能

圖4 聚氨酯的力學性能和自愈合性能表征

圖5 涂層的防腐性能測試

  全文鏈接：https://doi.org/10.1021/acsnano.3c13057

通訊作者介紹：

  張寶亮，西北工業(yè)大學教授，博士生導師，英國皇家化學會會士（FRSC），陜西省杰出青年科學基金獲得者，陜西省青年科技新星，陜西省青年科技獎、陜西省化學優(yōu)秀青年獎、陜西省百篇優(yōu)秀博士學位論文獎、陜西石化青年科技突出貢獻獎獲得者，西北工業(yè)大學翱翔青年學者。現(xiàn)任西北工業(yè)大學化學與化工學院副院長，陜西省化學會理事、副秘書長，《離子交換與吸附》期刊青年編委，陜西省功能高分子吸附分離工程技術研究中心、西安市功能有機多孔材料重點實驗室副主任。主要從事有機/碳基多孔材料合成方法學及其在吸附分離、電磁隱身、電催化等領域應用的研究，已作為第一作者或通訊作者在ACS Nano、AIChE Journal、Small、Nano Research、Carbon等期刊發(fā)表SCI論文100余篇，第一完成人獲權(quán)國家發(fā)明專利27項。主持國家自然科學基金項目4項、國防重點項目1項、省部級基金項目6項。榮獲國家科技進步二等獎、陜西省科學技術一等獎、陜西省科學技術二等獎、國家產(chǎn)學研優(yōu)秀成果獎、陜西省國防科技進步一等獎各1項。