近日，南京林业大学材料科学与工程学院李延军教授团队与美国俄亥俄州立大学、新加坡科学技术研究所以及美国密歇根安娜堡大学团队合作，在国际著名材料科学类综合性期刊Nano-Micro Letters（中文译名《纳微快报》，影响因子16.42）发表题为“Biomass‑Derived Carbon Heterostructures Enable Environmentally Adaptive Wideband Electromagnetic Wave Absorbers”的研究论文。材料科学与工程学院青年教师娄志超为论文第一作者，李延军教授为共同通讯作者，该成果得到了国家自然科学基金面上项目等资助（31971740）。
近些年，众多国内外课题组在探索宽频、轻质型电磁吸收材料领域取得突破性进展，但有针对性地解决电磁问题仍是一大难点。考虑到电磁吸收材料常被应用于户外，地域、晴雨天气等不可控因素对电磁响应的稳定性产生一定负面的影响，基于此，探索一种新型电磁吸收剂，不仅能在酸碱下保持稳定的电磁吸收性能，同时能够展现较好的疏水能力，为拓展电磁户外应用提供了解决思路。为实现这一目的，需对吸收剂的组分、结构以及化学键具有高度、精准的可调性。
本研究提出一种由生物质活性碳化而来的衍生物碳，不同于以往直接的前驱体碳化法，该生物质前驱体是基于竹子的二次提取物，由组分结构高度有序的木质素-纤维素异质结构成。碳化后产物既展现了结构的可控性，又保证了碳基共价键由亲水型趋向于稳定的疏水型转变，实现耐酸碱性和宽频吸收性能，同时维持理想的疏水性能，充分地模拟并展现了可户外应用的能力。纤维素和木质素在前驱体中的组成显著影响了组装体的形状和共价键的形成，从而影响了介电响应能力和表面疏水性(水的表观接触角可以达到135°)。最后，证明了在模拟真实环境条件下，包括暴露在微酸性/碱性pH值的雨水中，获得的碳异质结构保持其宽带电磁吸收，有效吸收频率在12.5 ~ 16.7 GHz。总之，这项工作的进展为高性能电磁吸波器的合成提供了新的设计原则，可以在现实环境中找到实际应用。
来源：南京林业大学、新材料资讯
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https://doi.org/10.1007/s40820-021-00750-z