日前，郑州大学橡塑模具国家工程研究中心在三维有序结构吸波材料领域取得新进展。相关成果以题为“Multifunctional Magnetic Ti3C2Tx MXene/Graphene Aerogel with Superior Electromagnetic Wave Absorption Performance”的论文发表在材料领域顶级期刊《ACS Nano》上。论文第一作者为橡塑模具国家工程研究中心博士生梁鹿阳，论文通讯作者为中心冯跃战副教授、刘春太教授和北京化工大学材料学院的张好斌教授。
当前，依赖于电磁波的信息传输设备和5G通讯技术的快速发展使电磁干扰和电磁污染问题日渐突出，不仅严重影响了电子器件的正常工作和使用寿命，而且对人体健康产生不可估量的危害。本工作通过简单定向冷冻方法将氧化石墨烯(GO)、Ti3C2Tx MXene和Ni nanochains自组装，随后通过结合冷冻干燥和水合肼蒸汽还原，获得具有三维有序结构的多组分Ni/MXene/RGO (NiMR-H)气凝胶。基于电磁损耗理论，同步结合多组分协同损耗和三维有序气凝胶构筑策略，实现了电磁波吸收的协同损耗效应，有效避免吸波剂在基体内的团聚现象。同时，引入磁性纳米粒子有效降低了Ti3C2Tx MXene与自由空间的界面阻抗不匹配性，结合有序多孔气凝胶结构增加的电磁波在吸波体内的损耗路径和空间，大幅增强电磁波在吸波材料内的介电损耗和磁损耗。此外，NiMR-H气凝胶在疏水、隔热、绝燃等多方面表现出显著优势，保证了其作为吸波材料在实际应用中应对各种复杂环境。
该研究得到了国家重点研发计划、“111”引智计划、国家自然科学基金和中国博士后科学基金的支持。
全文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.0c09982