“要想让材料同时具备优异的屏蔽和高效的电磁吸收性能 ， 实现绿色屏蔽是非常困难的 ， 因为材料的吸收和反射之间存在相反的依赖关系 。 ”北京理工大学教授曹在接受《中国科学报》采访时说 。
为了解决这一问题 ， 曹的团队开发了一种新型多孔纳米纤维 ， 它可以兼顾电磁吸收和屏蔽性能 。 “这意味着材料本身的本征衰减性能非常强 ， 可以同时实现电磁吸收和屏蔽 ， 对5G智能时代通信和国防高科技领域多功能器件的研发具有重要作用 。 ”
该成果最近发表于《纳微快报》 。
“你可以拥有你的蛋糕并吃掉它”
为了消除电磁辐射对环境的影响 ， 打造环保型屏蔽材料 ， 曹从2010年开始带领团队研发一种兼具高效电磁吸收和电磁屏蔽的材料 ， 即绿色电磁屏蔽材料 。
“由于吸收和反射之间的竞争作用 ， 电磁屏蔽材料的反射越高 ， 其吸收能力就越弱 。 很难找到电磁吸收和屏蔽性能的平衡 。 ”曹对说：
当时国内外对绿色屏蔽材料的研究还不多 ， 但他知道电磁特性与电子器件的结合是先进电磁器件创新突破的必然趋势 。
经过多年探索 ， 曹团队采用双模板法切割多孔钴酸镍纳米纤维结构 ， 控制极化和电荷传输特性 ， 从而获得兼具电磁吸收和屏蔽性能的钴酸镍纳米纤维 。 “这是一种优良的绿色屏蔽材料” 。
曹指出 ， 多孔纳米结构具有质轻、比表面积高、电子传输通道丰富等特点 。 它们在催化、超级电容器、电磁衰减等领域 ， 特别是在电磁性能方面有着巨大的潜力 。 深入了解它们的生长机制有助于控制材料的性能 ， 对推动电磁功能材料的创新具有重要意义 。
受大自然的启发
纳米结构是兼顾材料高效电磁吸收和屏蔽的关键 。 曹的团队已经对纳米结构进行了数千次材料实验 ， 但都没有取得理想的结果 。
雷达一旦进入森林 ， 就会失效 。 这些自然现象一下子把曹惊醒了：“原来生物界有最好的吸波屏蔽材料结构！”
为此 ， 他带领团队研究自然界中屏蔽材料的结构 ， 借助仿生学和生态学原理做了大量尝试 ， 研究了工艺条件对材料结构和形貌的影响 。 在此基础上 ， 对材料的空间维度进行切割 ， 构建三维导电网络 。 通过对比分析 ， 最终得到了具有绿色屏蔽功能的钴酸镍纳米纤维 ， 验证了电磁吸收和电磁屏蔽的工作状态和平衡机理 。
曹认为 ， 科研的灵感离不开长期的积累和不断的探索 ， 同时要进行跨学科的创新研究 。
然而 ， 新事物的产生和被接受并不容易 。 最初发表关于绿色屏蔽材料的文章可谓一波三折 。 “基础研究的创新不仅仅是发表文章 ， 更重要的是每篇论文能给同行带来什么观点和启发 ， 也就是常说的新材料、新结构、新机制、新规律 。 ”曹对说：
享受科研过程
【吃什么能消除辐射？辐射后吃什么东西好，科普！又！来！了！】曹对绿色屏蔽材料的应用前景非常有信心 。 “具有绿色屏蔽性能的多孔材料将在电磁吸收和屏蔽领域发挥重要作用 ， 特别是在电磁辐射防护用具和无线电磁传感器方面 。 ”
对于这种新型屏蔽材料的市场竞争力 ， 曹也有自己的看法 。 “虽然高网格
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