考慮到嚴(yán)重的電磁波（EMW）污染問(wèn)題和復(fù)雜的應(yīng)用條件，人們迫切需要在單一物質(zhì)中融合多種功能。然而，如何將多種功能有效集成到設(shè)計(jì)的電磁波吸收材料中，仍然面臨著巨大的挑戰(zhàn)。在此，作者采用冷凍干燥、浸泡吸收、二次冷凍干燥和碳化處理等高效方法，精心設(shè)計(jì)并合成了具有二維/三維（2D/3D）范德華（vdWs）異質(zhì)結(jié)構(gòu)的還原氧化石墨烯/碳泡沫（RGO/CFs）。得益于放大介質(zhì)損耗和優(yōu)化阻抗匹配的出色聯(lián)動(dòng)效應(yīng)，所設(shè)計(jì)的二維/三維 RGO/CFs vdWs 異質(zhì)結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出了令人稱(chēng)道的電磁波吸收性能，在低匹配厚度的情況下實(shí)現(xiàn)了 6.2 GHz 的寬吸收帶寬和 -50.58 dB 的反射損耗。此外，所獲得的二維/三維 RGO/CFs vdWs 異質(zhì)結(jié)構(gòu)還具有顯著的雷達(dá)隱身性能、良好的耐腐蝕性能和出色的隔熱能力，在復(fù)雜多變的環(huán)境中展現(xiàn)出巨大的潛力。因此，這項(xiàng)工作不僅展示了一種直接制備二維/三維 vdWs 異質(zhì)結(jié)構(gòu)的方法，還為電磁防護(hù)、航空航天和其他復(fù)雜條件下的多功能泡沫工程設(shè)計(jì)勾勒出了一種強(qiáng)大的混合維組裝策略。
Fig 1. (a) 2D/3D GO/CGFs和RGO/CFs范德華異質(zhì)結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)示意圖，(b)立在葉片上的 R2/CF 的數(shù)字圖像，CFs 和 RGO/CFs (c)傅里葉變換紅外光譜，(d) X射線衍射圖案，(e)X射線光電子能譜，(f，g)R2/CF的 C1s和N1s X射線光電子能譜。
Fig 2. (a1-d3) CFs, R2/CF, R4/CF和R6/CF掃描電子顯微鏡圖像，(e1-e4)R2/CF 能量色散元素映射圖像。
Fig 3. CFs, R2/CF, R4/CF和R6/CF的(a-e)介電參數(shù)以及對(duì)比圖，(f)介質(zhì)損耗正切值。
Fig 4. R2/CF, R4/CF和R6/CF在25 wt%下的(a-d)3D RL，(e-g)EAB，(h)各樣品在不同填充比下的RLmin和EAB的對(duì)比。
Fig 5. R2/CF-600, R2/CF和 R2/CF-700(a)XRD, (b)XPS，(c)Raman spectra， SEM圖像(d-f)R2/CF-600和(g-i)R2/CF-700。
Fig 6. R2/CF-600和R2/CF-700的(a-c)介電參數(shù)，(d-f)R2/CF-700在不同填充比之下的二維RL彩色圖。
Fig 7. a-c CFs 和 R2/CF 的阻抗-f 曲線、 εc′′, εp′′ 值，以及 d、e PEC、CFs 和 R2/CF 的 3D RCS 仿真和 0-180° 入射角時(shí)的模擬 RCS 值
Fig 8. 2D/3D RGO/CFs的微波吸收吸收機(jī)理。
Fig 9. a HCl 溶液（pH=1）、3.5 wt% NaCl 溶液和 KOH 溶液中 R2/CF 的 Tafel 曲線、b EIS 圖、c Bode 圖。 d, e 不同時(shí)間（5 至 20 分鐘）拍攝的 PU、PVC 和 R2/CF 的熱紅外圖像和相應(yīng)的溫度-時(shí)間曲線，以及 f 盛有 5 mL 水的燒杯放在石棉網(wǎng)、PU 和 R2/CF 上，用酒精燈加熱。
相關(guān)研究工作由復(fù)旦大學(xué)Hualiang Lv和貴州大學(xué)Xiaosi Qi課題組于2024年共同發(fā)表在《Nano-Micro Letters》期刊上，Mixed-dimensional Assembly Strategy to Construct Reduced Graphene Oxide/Carbon Foams Heterostructures for Microwave Absorption, Anti-corrosion and Thermal Insulation，原文鏈接:
https://doi.org/10.1007/s40820-024-01447-9
轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號(hào)
