CoNi纳米颗粒改性木质超轻多孔碳气凝胶红外隐身和多波段微波吸收

摘要：随着人们对电磁（EM）污染和军事伪装需求的日益关注，人们对寻找具有高效微波吸收（MA）和红外隐身性能的材料越来越感兴趣。本文，山东科技大学Xiangnan Wang、烟台大学侯传信教授在《ACS Appl Nano Mater》期刊发表名为“Sustainab

1成果简介

随着人们对电磁（EM）污染和军事伪装需求的日益关注，人们对寻找具有高效微波吸收（MA）和红外隐身性能的材料越来越感兴趣。本文，山东科技大学Xiangnan Wang、烟台大学侯传信教授在《ACS Appl Nano Mater》期刊发表名为“Sustainable Wood-Derived Ultralight Porous Carbon Aerogel Modified by CoNi Nanoparticles for Infrared Stealth and Multiband Microwave Absorption”的论文，研究报告了轻质可压缩金属有机框架/木材衍生CoNi纳米粒子沉积碳气凝胶的合成，包括冷冻干燥和热解过程。碳基质中CoNi纳米粒子的存在极大地改善了阻抗匹配，使MA更强。

木碳@CoNi气凝胶的最佳反射损耗可达-70.6dB，而厚度为2.16mm 时的带宽为 7.44 GHz。当厚度分别调整为2.11、2.93和3.63毫米时，最大有效吸收带宽可覆盖整个Ku波段（10.72-18 GHz）、X 波段（7.04-12.48 GHz）和60%的C波段（5.6-8 GHz）。此外，气凝胶的多孔性有利于隔热，使其成为红外隐身的绝佳候选材料。这项研究提出了一种可持续的、有效的微波衰减和红外隐身先进材料合成方法，在电磁污染管理和热伪装领域显示出巨大的潜力。

2图文导读

图1.WCCN 样品的制备过程（a）。WA （b）、WA@CoNi-MOF （c）和 WCCN （d）的可压缩特性。放置在叶子上的 WCCN 样品的图像（e）。

图2.天然木材（a）、WA （b）、WCCN-5 （c）、WCCN-6 （d，e）、WCCN-7 （f，g）和 WCCN-8 （h，i）的 SEM 图像。WCCN-7 样品的 TEM 图像（j，k）。WCCN-7 样品的 EDS 元素分布（l）。

图 3.XRD 光谱（a）、拉曼光谱（b）、场相关磁化强度（c）和 N2不同样品的吸附-解吸等温线（D）。

图4.WCCN 样品的 ε′ （a）、ε“ （b）、介电损耗角正切（c）、μ′ （d）、μ” （e）和磁损耗角正切（f）。

图5.样品 WCCN-5、WCCN-6、WCCN-7 和 WCCN-8 的 3D RL （a–d）、2D EAB （e–h）和阻抗匹配（i–l）图。

图6. Comparison of MA performances of WCCN and previously reported EMW materials (a). Schematic diagram of the EMW attenuation mechanism of WCCN (b).

图7. Thermal infrared images of the sample on the heating table at different times (a). Thermal infrared image of the sample on the palm of the hand (b). Temperature recordings of the sample placed on the heating table (c).

3小结

本研究采用冷冻干燥法和原位沉积法成功制备了在纤维素衍生碳框架中嵌入CoNi纳米粒子的多功能轻质WCCN气凝胶。通过调节CoNi纳米粒子的比例和热解温度，可获得可调的电磁波吸收。在吸收厚度为2.04mm 时，WCCN气凝胶的最小 RL 达到-70.6dB；在吸收厚度为2.16mm 时，WCCN气凝胶的最大EAB达到7.44GHz。此外，WCCN气凝胶还具有出色的红外隐身和光热转换能力，在电子保护、热治疗和航空航天领域具有巨大的应用潜力。

文献：