东华大学民用航空复合材料协同创新中心张礼颖课题组在纤维吸波领域取得新进展

近日，东华大学民用航空复合材料协同创新中心张礼颖团队在纤维吸波领域取得新进展，相关成果以“Seed-assisted in situ ZIF-8 growth on carbon nanofibers for enhanced microwave absorption（在碳纳米纤维上“种子辅助”原位生长ZIF-8以增强微波吸收能力）”发表于国际知名SCI期刊《Carbon》上，影响因子10.9。

由于现代化信息和数字创新的发展，电磁波辐射干扰了周围的通信信号，并对人类健康造成危害。因此，设计和开发性能优异的微波吸收材料来减轻电磁辐射具有一定的现实意义。

该研究基于“种子辅助”原位生长策略，利用静电纺丝技术，制备出了C/ZnO纳米纤维复合材料作为高效微波吸收材料。在种子辅助原位生长过程中，超小的ZIF-8纳米晶体在纳米纤维外部实现了均匀分布。在ZIF-8二次原位生长过程中，显著提高了ZIF-8在纳米纤维表面的负载量，最终通过碳化工艺，制得表面具有凹凸不平和大量独特的多孔结构的C/ZnO复合纳米纤维材料。实验结果表明，该方法制备的复合纳米纤维具有优异的微波吸收能力。并且，该雷达散射截面（RCS）模拟结果显示，C/ZnO复合纳米纤维具有抑制雷达散射截面积的卓越能力，表明复合纳米纤维具有一定的实际应用前景。这项工作提出的制备吸波纳米纤维的策略为设计高效轻质微波吸收材料提供了一定的理论依据和实验基础。

图1：C/ZnO复合纳米纤维的微波衰减机理图及微波吸收反射损耗值（RL）

图2： RCS模拟仿真图

该研究得到教育部纺织印染清洁生产工程技术研究中心、上海市浦江计划、上海市轻质复合材料重点实验室和上海市高性能纤维复合材料省部共建协同创新中心的基金资助。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.carbon.2023.118316

撰写：张礼颖/王雪