【儀表網 研發快訊】在復雜電磁環境與高熱流密度場景下，電子設備常面臨電磁干擾與熱輻射管理的雙重挑戰。開發具有電磁吸收與熱調控協同功能的多頻譜兼容材料，是當前先進功能材料領域的重要研究方向。中國科學院寧波材料技術與工程研究所磁性材料應用技術研究中心長期致力于電磁功能材料的研發，通過構建具有特定空間構型的微納有序結構，成功誘導出幾何限域電磁效應，在提升材料電磁波吸收性能的同時實現優異隔熱特性，相關成果陸續發表于Chemical Engineering Journal期刊[2023, 457, 141325; 2024, 484, 149422]。
 

　　定向結構在提升材料宏觀性能方向展示出巨大潛力，然而，當前研究對于其內部載流子遷移與極化弛豫作用機制仍缺乏系統認知，尤其是在多物理場耦合條件下能量耗散與轉換的定量關系仍未突破，這制約著智能自適應材料的性能優化與應用拓展。為解決這一問題，中心研究人員采用多場調控策略制備出一系列具有不同取向結構的鐵纖維/殼聚糖衍生碳氣凝膠。通過建立雙偶極子模型，深入揭示了電場方向對有序結構氣凝膠極化弛豫的影響機制。研究結果顯示，有序排列的鐵纖維沿定向碳壁呈頭尾結構，顯著增強了材料電荷遷移和介電極化行為。這一結構優化使得材料實現了8.3 GHz的有效吸收帶寬，以及最小反射損耗達-54.7 dB的優異性能。更為重要的是，該結構在垂直方向形成隔熱屏障，平行方向構建高效熱傳導通道，展現出獨特的熱輻射調控特性。
 

　　該研究提出的定向結構構筑策略，為多功能復合材料設計提供了新思路，在電磁防護與熱管理技術領域具有重要應用價值。相關研究成果以 “Orientation Architecture Engineering for Enhanced Electromagnetic Wave Absorption and Active–Passive Infrared Camouflage Performances”為題發表在國際知名期刊Advanced Functional Materials(doi:10.1002/adfm.202508442)。寧波材料所助理研究員高玉為論文第一作者，滿其奎研究員為通訊作者。本研究得到了國家重點研發計劃(2021YFB3501303)和寧波市自然科學基金青年博士創新研究項目(2024J430)的支持。
 

圖1 取向結構氣凝膠制備與雙偶極子模型構建