【亮点文章】石墨烯基吸波复合材料研究进展

引用本文

徐东卫, 王瑞琪, 陈平. 石墨烯基吸波复合材料研究进展[J]. 材料研究学报, 2024, 38(1): 1-13

XU Dongwei, WANG Ruiqi, CHEN Ping. Research Progress of Graphene-based Absorbing Composites[J]. Chinese Journal of Materials Research, 2024, 38(1): 1-13

DOI:10.11901/1005.3093.2023.114

石墨烯基吸波复合材料研究进展

徐东卫^1,2, 王瑞琪¹, 陈平¹

¹ 大连理工大学化工学院 精细化工国家重点实验室 大连 116024

² 郑州航空工业管理学院材料学院 郑州 450046

摘要

电子信息技术的迅速发展，致使电磁污染及干扰问题愈加严重，研制具有“宽、薄、轻、强”综合优异性能的吸波材料显得尤为重要。石墨烯材料因其具有轻质、高导电、大比表面积、强介电损耗等优点，但其阻抗匹配性能较差，损耗机制单一。对其进行异质元素掺杂或进行形貌结构设计，可有效改善其阻抗失配问题。本文基于电磁波吸收理论，阐述了不同维度石墨烯基吸波复合材料的研究进展，详细讨论了不同石墨烯基吸波复合材料的性能和吸波机理。还讨论了石墨烯吸波材料领域目前研究工作中存在的一些不足，最后针对石墨烯基吸波材料未来的研究方向和发展前景进行了展望。

关键词：评述; 石墨烯; 微波吸收; 结构调控; 多功能吸波材料; 阻抗匹配

图4 CoS₂/rGO纳米杂化物的结构和性能

图10 3D磁性石墨烯泡沫复合材料的制备工艺流程

展望

近年来研究者对于石墨烯基吸波材料方面的研究做了很多有价值的工作。尽管如此，高性能多功能石墨烯基复合吸波材料的设计与制备依旧是未来研究的重点与难点。未来吸波材料发展方向主要集中在以下几点：

(1) 智能化设计。材料根据外界环境的变化调节自身的结构，使其电磁特性对环境做出最佳响应。

(2) 结构与功能一体化设计。用计算机技术模拟设计纤维状、蜂窝状或团簇状等吸波材料，在降低材料密度的同时拓宽吸波频带，研发具备吸波和承载等多重功能的新型纳米复合材料。

(3) 多光谱兼容性设计。材料能兼容多波段吸收，提高对先进探测系统的识别能力。

(4) 低维形态设计。纳米微粒、纳米纤维、颗粒膜等低维材料，其吸收频带宽、兼容性好、吸收强、质量轻，具有极大的发展潜力。