先進院（深圳）科技有限公司：準確調(diào)控石墨烯吸波材料電磁參數(shù)，滿足多元應(yīng)用需求

當今無論是民用電子設(shè)備的電磁干擾防護，還是軍事領(lǐng)域的雷達隱身技術(shù)，都對吸波材料提出了更高的要求。先進院（深圳）科技有限公司憑借其在材料科學領(lǐng)域的深厚技術(shù)積累和創(chuàng)新能力，在石墨烯吸波材料的研發(fā)上取得了顯著進展，尤其在電磁參數(shù)調(diào)控方面，為滿足特定應(yīng)用需求提供了有效的解決方案。

電磁參數(shù)調(diào)控的重要性

石墨烯吸波材料的電磁參數(shù)主要包括復(fù)介電常數(shù)和復(fù)磁導(dǎo)率，它們直接決定了材料對電磁波的吸收、反射和透射特性。不同的應(yīng)用場景對吸波材料的電磁參數(shù)有著不同的要求。例如，在民用領(lǐng)域，電子設(shè)備需要吸波材料在特定頻段內(nèi)具有高吸收性能，以減少電磁干擾，保證設(shè)備的正常運行；而在軍事領(lǐng)域，隱身裝備則要求吸波材料在寬頻帶內(nèi)實現(xiàn)高效吸收，以降低被雷達探測到的概率。因此，準確調(diào)控石墨烯吸波材料的電磁參數(shù)是滿足各種特定應(yīng)用需求的關(guān)鍵。

材料復(fù)合：引入多元成分協(xié)同調(diào)控

與磁損耗材料復(fù)合

單一的石墨烯存在阻抗失配和損耗機制單一的問題。先進院（深圳）科技有限公司通過將石墨烯與過渡金屬元素如Fe等磁損耗材料復(fù)合，有效改善了這一狀況。Fe具有獨特的物理化學性質(zhì)和優(yōu)異的磁性能，其制備工藝簡單、形貌可控、成本低且產(chǎn)率高。各向異性的Fe可以突破Snoek極限，實現(xiàn)寬頻吸收。公司采用簡單的水熱和熱還原法制備的各向異性Fe微米片/RGO復(fù)合材料，F(xiàn)e的引入顯著調(diào)節(jié)了石墨烯的介電性能，不僅調(diào)節(jié)了石墨烯的介電常數(shù)，還引入了磁性能，實現(xiàn)了電磁協(xié)同損耗。這種協(xié)同作用改善了材料的阻抗匹配，增強了電磁衰減能力。其電磁波吸收機制包括偶極極化、界面極化、電導(dǎo)損耗以及Fe引起的自然共振、交換共振和渦流損耗，多種機制協(xié)同促進了電磁波能量的衰減。

與其他功能材料復(fù)合

除了磁損耗材料，公司還將石墨烯與金屬氧化物、導(dǎo)電聚合物等進行復(fù)合。以氮摻雜還原氧化石墨烯/鎂鐵氧體/聚苯胺復(fù)合氣凝膠為例，鎂鐵氧體具有磁損耗特性，聚苯胺具有良好的化學穩(wěn)定性、低密度和可調(diào)的電導(dǎo)率。在復(fù)合氣凝膠中，大量的MgFe?O?@PANI核殼微球均勻分布在NRGO的表面，它們之間產(chǎn)生豐富的異質(zhì)界面，空間電荷在異質(zhì)界面處積累，形成類電容結(jié)構(gòu)，增強了界面極化損耗。在交變電磁場作用下，鐵磁性MgFe?O?引起的磁共振損耗進一步提升了電磁衰減能力。同時，根據(jù)Cao的電子躍遷模型，在三維網(wǎng)狀復(fù)合氣凝膠中，電子遷移和跳躍引起的傳導(dǎo)損耗也有助于衰減電磁能量，從而實現(xiàn)了電磁參數(shù)的有效調(diào)控。

結(jié)構(gòu)設(shè)計：微觀與宏觀協(xié)同優(yōu)化

微觀結(jié)構(gòu)調(diào)控

先進院（深圳）科技有限公司通過控制石墨烯的微觀結(jié)構(gòu)，如層數(shù)、缺陷密度等，來調(diào)控其電磁參數(shù)。較少的層數(shù)和適當?shù)娜毕菝芏瓤梢栽黾邮┑谋缺砻娣e和極化中心，從而提高其介電常數(shù)和損耗角正切。公司利用化學氣相沉積（CVD）法制備不同層數(shù)的石墨烯，并對其電磁性能進行深入研究。研究發(fā)現(xiàn)，單層石墨烯和少層石墨烯在電磁性能上存在差異，可根據(jù)特定需求選擇合適的層數(shù)。此外，通過準確控制制備過程中的工藝參數(shù)，還可以引入適量的缺陷，進一步優(yōu)化電磁性能。

宏觀結(jié)構(gòu)設(shè)計

在宏觀結(jié)構(gòu)方面，公司設(shè)計了特殊的多層結(jié)構(gòu)和周期性結(jié)構(gòu)。多層結(jié)構(gòu)中，不同層的石墨烯吸波材料具有不同的電磁特性，通過層與層之間的相互作用和協(xié)同效應(yīng)，可以拓寬吸波頻段，提高吸收效率。例如，每層采用不同的復(fù)合配方或微觀結(jié)構(gòu)，使材料在不同頻段都能發(fā)揮良好的吸波性能。周期性結(jié)構(gòu)則可以引入光子帶隙效應(yīng)，對特定頻率的電磁波進行選擇性吸收。公司通過準確的設(shè)計和制備工藝，實現(xiàn)了周期性結(jié)構(gòu)的準確控制，從而滿足特定的應(yīng)用需求。

外部條件調(diào)節(jié)：實現(xiàn)實時動態(tài)調(diào)控

電場調(diào)控

利用石墨烯的電學特性，先進院（深圳）科技有限公司開發(fā)了通過施加外部電場來調(diào)節(jié)其表面阻抗和電子結(jié)構(gòu)的技術(shù)。當外部電場發(fā)生變化時，石墨烯中的電子分布和運動狀態(tài)會相應(yīng)改變，導(dǎo)致其復(fù)介電常數(shù)和復(fù)磁導(dǎo)率發(fā)生變化。公司設(shè)計了一種智能吸波材料系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以根據(jù)不同的電磁環(huán)境自動調(diào)整電場強度，實現(xiàn)對寬頻帶吸波性能的實時調(diào)控。這種實時動態(tài)調(diào)控能力使得吸波材料能夠更好地適應(yīng)復(fù)雜多變的電磁環(huán)境。

溫度調(diào)控

溫度對石墨烯吸波材料的性能也有一定影響。隨著溫度的變化，石墨烯的電子遷移率、電導(dǎo)率等電學性質(zhì)會發(fā)生改變，從而影響其電磁參數(shù)。公司通過在材料中引入溫度敏感元件，如熱敏電阻等，實現(xiàn)了根據(jù)環(huán)境溫度的變化自動調(diào)整材料的吸波性能。在不同的溫度條件下，材料都能保持在寬頻帶內(nèi)的高效吸收，確保了其在各種復(fù)雜環(huán)境下的穩(wěn)定性和可靠性。

先進院（深圳）科技有限公司通過材料復(fù)合、結(jié)構(gòu)設(shè)計和外部條件調(diào)節(jié)等多種手段，實現(xiàn)了對石墨烯吸波材料電磁參數(shù)的準確調(diào)控，為滿足不同領(lǐng)域的特定應(yīng)用需求提供了有力支持。未來，公司將繼續(xù)加大研發(fā)投入，不斷探索新的調(diào)控方法和技術(shù)，推動石墨烯吸波材料在更多領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。