材料科学与工程学院吴广磊教授团队在多功能电磁吸波材料方向取得重要进展

新闻网讯 近日，材料科学与工程学院吴广磊教授团队在多功能电磁吸波材料方向取得重要研究进展，研究成果以“Synergistic Polarization Relaxation in Heteroatom-Optimized Heterointerfaces for Electromagnetic Wave Absorption”为题发表在《Advanced Functional Materials》期刊（DOI: 10.1002/adfm.202500304）。我校为第一完成与通讯作者单位，通讯作者为吴广磊。材料科学与工程学院2023级硕士研究生徐爽为本论文第一作者。

杂原子掺杂与非均质界面调控已被证实是提升电磁波吸收性能的有效策略，如何精准设计原子级掺杂结构并揭示多界面协同机制仍是该领域的难点。团队设计并构建一种杂原子优化协同极化策略，通过气氛诱导热解法对Fe基MOF前驱体进行精准调控，成功制备了杂原子掺杂的碳纳米纤维复合材料。杂原子诱导的协同极化效应，包括偶极子极化、界面极化和缺陷诱导极化，共同增强材料的整体吸收能力。

结果表明，氮和氧等杂原子在增强材料的极化效应中起着关键作用。这些杂原子引入了额外的缺陷位点并诱导了局部结构畸变，从而产生了额外的极化中心，显著改善了极化损耗和EMW吸收性能。得益于独特的杂原子梯度分布与多尺度异质结构设计，Fe₂N@Ni₃Fe/CNF复合材料展现出卓越的吸波性能，材料同时展现优异的耐腐蚀特性，根据电化学阻抗测试显示电荷转移电阻最低，基于DFT模拟结果，Fe₂N、Fe₂O₃和Fe在吸波材料中通过多重损耗机制协同优化阻抗匹配，有效增强电磁波吸收性能。这项工作通过建立杂原子-界面构效关系模型，为新型电磁吸收材料的原子尺度工程化设计提供了理论依据。

论文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202500304