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用于电磁波吸收的三维多孔碳材料的最新进展

近日,山东大学刘久荣教授和曾志辉教授在ScienceChinaMaterials上发表了一篇关于三维多孔碳基电磁波吸收材料的综述论文。随着电磁波(EMW)污染日益严重,高性能EWAMs的开发已成为研究热点。碳基EWAM具有出色的物理和化学稳定性,并且由于其高导电性而具有强大的介电损耗。

特别是3D多孔碳基EWAM在EMW吸收领域取得了长足的发展。3D多孔结构大大降低了材料的密度,促进了EMW的多次反射和散射,优化了阻抗匹配,有望实现低密度、薄、宽吸收带宽、强吸收的目标。

在这篇综述中,作者首先阐明了相关的理论基础和评价方法,包括不同的EMW吸收机制、评价EWAMs性能的指标以及碳基EWAMs的常用改性方法。随后,以材料来源为主要线索,总结了3D多孔碳基EWAMs的最新研究进展,同时突出了一些独特新颖的观点。

这些材料主要分为石墨烯材料、生物质衍生材料、聚合物衍生材料和其他材料。其中,石墨烯材料导电性强,密度低,可实现强电磁波吸收。但脆弱的结构、阻抗失配和高昂的价格限制了它们的应用。

生物质是一种廉价且容易获得的材料,但其衍生物的性能一致性难以保证。源自聚合物和其他一些商业材料的多孔碳更适合大规模生产,但也存在阻抗失配等问题。因此,这些材料各有优缺点。因此,本文对各种材料的特性和性能进行了比较。

最后,作者还指出了3D多孔碳基EWAMs存在的问题和研究前景。他们认为,目前的相关研究已经显示出极好的效果。材料的多功能性和实用性得到了进一步的发展。一些新兴材料,例如生物聚合物,也已得到应用。

计算机技术促进了研究人员对EMW吸收机制和EWAM实用性的深入了解。但是,目前这些材料还没有量产。同时,碳基EWAM整体性能的提高仍然取决于材料复合。更重要的是,相关理论的研究仍需进一步发展。作者希望这篇综述能够启发后续研究,促进高性能EWAM的进一步发展。

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