随着信息技术的迅猛发展，电磁波污染问题日益凸显，电磁波吸收材料的研究变得至关重要。高熵合金（HEAs）因其优异的物理化学性能而受到关注。近期，复旦大学与多所大连高校的研究团队在《Nano-Micro Letters》上发表了一项关于生物质碳化纤维素纸/高熵合金（CCP/HEAs）复合材料的创新研究，旨在提升电磁波吸收性能。
研究背景与方法
复旦大学车仁超教授、大连理工大学薛闯教授、大连工业大学翟尚儒教授及深圳北理莫斯科大学程俊业副教授等人在《Nano-Micro Letters》上发表了题为“Spontaneous Orientation Polarization of Anisotropic Equivalent Dipoles Harnessed by Entropy Engineering for Ultra-Thin Electromagnetic Wave Absorber”的论文。
研究团队通过碳热冲击法合成了碳支架/纳米尺度高熵合金电磁响应复合材料，探索导电与介电特性的协同作用。研究发现，高熵合金中的电子迁移模式受到元素电负性与摩尔比例的影响，影响等效偶极子的效率。使用碳化纤维素纸（CCP）作为支架并保留其含氧功能团，通过优化工艺提升了复合材料的性能。
自发取向极化机制：提出高熵合金内各向异性偶极子的自发取向极化机制，有效提升了介电损耗。
生物质碳源创新：采用生物质碳化纤维素纸作为碳载体，结合改进的碳热冲击法制备复合材料。
超薄电磁波吸收：CCP/HEAs-Mn2.15样品在仅1.03 mm厚度下实现了-51.35 dB的高效电磁波吸收。
图文解读
图1：展示了CCP/HEAs复合材料的制备过程及SEM图像，表明随着锰含量的增加，HEAs纳米颗粒逐渐均匀分布。
图2：通过HRTEM与XRD分析CCP/HEAs-Zn和CCP/HEAs-Mn的结构特征，确认了其面心立方结构与元素均匀分布。
图3：展示了XPS光谱与电子迁移模式，揭示金属元素的电子状态与HEAs中等效偶极子的形成机制。
图4：展示了CCP/HEAs-Mn2.15的电磁波吸收性能，表明其优异的介电损耗和结构特征的关联。
图5：阐述了电磁波吸收机理，说明不同结构与界面极化的作用机制。
图6：展示RCS仿真与UWB滤波器设计，展示复合材料的广泛应用潜力。
研究展望
本研究提出的CCP/HEAs复合材料展现了在电磁波吸收方面的显著优势，尤其是在超薄设计下的表现。未来，这一创新材料有望在雷达隐身与超宽带滤波器等领域得到应用，为电磁波污染的解决方案提供新的思路。
加速高性能材料研发
在电磁波吸收与材料优化领域，中科精研的高通量焦耳加热装置为研究提供了高效的热处理解决方案，助力科研人员在新材料的制备与性能提升上取得更大突破。通过先进的加热技术，科研团队能够加速复合材料的研发进程，推动电磁波吸收技术的进步。
