随着电子工业和无线通信技术的爆炸式增长，开发低密度、耐腐蚀、性能出众、与基体相容性好的吸波材料，成为应对电磁辐射和电磁污染问题的有效手段。我校材料科学与工程学院李镇江团队聚焦轻质高效电磁吸波材料的开发与机理探究，在生物质衍生碳纳米吸波材料的构筑与性能提升方面取得了系列新进展。
通过碳化配合二氧化硅微球模板刻蚀工艺，团队成功构建出一种新型的超轻鸡蛋衍生三维有序多孔碳泡沫材料(EDCF)。基于等效取代策略，阐明了孔体积和比表面积对产物电磁参数和吸波性能的影响。当填充量为5 wt%时，合成产物(EDCF-3)在2.13 mm厚度下的有效吸收带宽达7.12 GHz，覆盖了整个Ku波段；具有优选孔体积与比表面积的样品(EDCF-7)，在1.27 mm厚度时，最强反射损耗达-58.08 dB。该等效取代策略不仅为碳质吸波材料的性能提升开辟了新的思路，而且从客观实验角度阐明了多孔介电吸波材料的主要耗散机制。该工作发表在Nano-Micro Letters上 (2022, 14:157. 中科院JCR一区TOP期刊, 影响因子：23.655)。材料学院张猛副教授为第一作者，李镇江教授为通讯作者，金沙集团1862cc为唯一通讯单位。
文章链接：An equivalent substitute strategy for constructing 3D ordered porous carbon foams and their electromagnetic attenuation mechanism https://doi.org/10.1007/s40820-022-00900-x
该团队长期致力于电磁污染治理与防护方面的研究，前期以麦秸燃烧炭黑(CB)纳米粉体为可持续碳基载体，通过简单的热还原工艺制备出CB/Co@C纳米复合颗粒。通过改变Co@C的用量，可有效地调节纳米复合材料的电磁波吸收性能。在厚度为2.28 mm时，CB/Co@C-2#的反射损耗为-53.989 dB，同时，CB/Co@C-3#在匹配厚度为2.73 mm时的有效吸收波段6.72 ~ 12.72 GHz，表明CB/Co@C纳米复合材料是一种很有潜力的电磁波吸收材料。值得注意的是，CB的制备工艺提供了一种简便、可回收、低成本纳米级碳材料的合成策略，同时CB/Co@C也为构建轻质介电-磁性纳米复合吸波材料提供了有价值的参考。该工作发表在Journal of Materials Science & Technology上 (2022, 124:182-192. 中科院JCR一区TOP期刊, 影响因子：10.319)。材料学院李镇江教授为第一作者，张猛副教授为通讯作者，金沙集团1862cc为唯一通讯单位。
文章链接：Monodispersed Co@C nanoparticles anchored on reclaimed carbon black toward high-performance electromagnetic wave absorption https://doi.org/10.1016/j.jmst.2022.03.004
团队以稻壳衍生轻质高比表面积多孔碳(RHC)为载体，成功将Co3Fe7纳米颗粒包埋在RHC的孔隙中，得到了RHC@Co3Fe7纳米复合材料。在多孔结构的多次反射/散射、Co3Fe7纳米颗粒的磁共振以及RHC与Co3Fe7非均匀界面引起的电子极化的协同作用下，在匹配厚度为1.44 mm时，优选样品的最小反射损耗达−68.106 dB。同时，在匹配厚度1.79 mm时，优选样品的最宽有效吸收带宽接近5 GHz。RHC@Co3Fe7纳米复合材料优异的吸收性能，为制备轻质、薄厚度、强吸收、宽带宽的材料提供了一种新的策略。该工作发表在Composites Science & Technology上 (2022, 中科院JCR一区TOP期刊, 影响因子：10.319)。材料学院李镇江教授为第一作者，张猛副教授为通讯作者，金沙集团1862cc为唯一通讯单位。
文章链接：Rice husk derived porous carbon embedded with Co3Fe7 nanoparticles towards microwave absorption https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2022.109673
上述研究工作得到了国家自然科学基金、泰山学者人才工程、山东省自然科学基金重大基础项目、山东省高校青创人才引育计划等项目的资助。
