西安科技大学《JCIS》：石墨烯纤维素气凝胶用于超轻使用

时间: 2024-12-22 01:16:26 |   作者: 新闻中心

  石墨烯气凝胶作为一种新式碳基复合资料，因其导电率高、结构可调、反抗腐蚀才能好等特色，在吸波范畴显现出巨大的潜力。经过制备工艺规划有用调整石墨烯气凝胶复合资料的微观结构，然后准确操控其介电功能，对进步其吸波功能具有极端重大意义。本文，西安科技大学杜立飞副教授等研讨人员在《Journal of Colloid and Interface Science》期刊宣布名为“Facilitative preparation of graphene/cellulose aerogels with tunable microwave absorption properties for ultra-lightweight applications”的论文，研讨以石墨烯和短纤纤维素为质料，选用溶解-再生战略，经过冷冻干燥法成功制备了两种具有三维多孔结构的石墨烯/纤维素气凝胶复合资料。

  比照剖析了微观结构、介电性质和相应电磁波吸收功能的差异，依据成果得出纤维素基体中参加石墨烯纳米片的石墨烯/纤维素气凝胶复合资料具有更优异的吸收功能。石墨烯增加量为32wt% 的石墨烯/纤维素气凝胶复合资料在相对较大的厚度规模（3.9-4.7 mm）内完成了对整个 X 波段（8-12.4GHz）电磁波的有用吸收（反射损耗小于-10dB）。所提出的气凝胶的密度不超越 0.02g/cm3，显现了作为优异轻质微波吸收资料的巨大潜力。该研讨总结了多标准电磁波吸收机理，为规划具有完美宽带吸收功能的超轻吸收资料供给了重要参阅。

  本文制备了两种典型的石墨烯/纤维素气凝胶复合资料，研讨了石墨烯滴落对纤维素气凝胶电磁波吸收功能的影响。关于在 3D 多孔纤维素气凝胶中通道外表涂覆石墨烯的石墨烯/纤维素气凝胶复合资料，石墨烯纳米片简单构成完好的导电网络，导致阻抗匹配差，复介电常数相对较大。共同的是，当石墨烯纳米片在制备 3D 气凝胶结构之前与纤维素混合时，石墨烯均匀混合到基体中的石墨烯/纤维素气凝胶复合资料可以在相对较大的厚度规模内完成整个 X 波段的有用电磁波吸收。主张的气凝胶的密度不超越 0.02 g/cm3.介电功能和相应的 EM 吸收功能可以终究靠石墨烯的增加量以及气凝胶的厚度来定制。所制备的石墨烯/纤维素气凝胶复合资料的完美吸收归因于多标准结构诱导的多种电磁波损耗形式（多重散射、搅扰消除、传导损耗、偶极极化、损耗界面极化损耗等）之间的协同效应。一切制备的气凝胶复合资料都显现出比较小的密度，这关于规划在宽频率规模内具有完美吸收的超轻吸收资料具有很大的潜力。

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