近日，材料科學與工程學院曾小軍副教授聯合復旦大學車仁超教授團隊在頂級期刊《Advanced Functional Materials》（中科院1區(qū)Top，IF=18.5，CiteScore：29.5）上發(fā)表綜述性論文"Design of Gel-Based Materials for Electromagnetic Wave Absorption"。

隨著電磁波技術在無線通信、電子對抗和雷達探測等領域的廣泛應用，電磁輻射污染和電磁干擾問題日益凸顯，正逐漸對人類健康和電子設備的正常運行構成威脅，因此開發(fā)高效的電磁波（EMW）吸收材料至關重要。在過去的20年中，EMW吸收材料的研究和開發(fā)逐漸轉向利用基于凝膠材料的獨特結構和組成來調控電磁波。凝膠材料因其低密度、高比表面積和優(yōu)異的隔熱性能，在EMW吸收領域展現出較大潛力。本文綜述了氣凝膠、水凝膠、干凝膠、有機凝膠、離子凝膠等在電磁波吸收領域的設計、制備及應用，并全面總結了這些凝膠作為介電、磁性及電-磁損耗吸收材料的設計策略。重點分析了具有介電損耗、磁損耗和電-磁損耗特性的氣凝膠/水凝膠材料的研究新趨勢，并探討了干凝膠/有機凝膠/離子凝膠材料的EMW吸收材料的研究進展。此外，通過總結凝膠基EMW吸收材料的發(fā)展歷程，發(fā)現探索凝膠基吸收材料的獨特優(yōu)勢和多功能應用是其發(fā)展的重點之一。最后，討論了基于凝膠的EMW吸收材料設計和性能調控中面臨的一些挑戰(zhàn)，以及基于凝膠的EMW吸收材料的未來發(fā)展方向。

圖1基于凝膠的電磁波吸收材料示意圖。該圖包含基于氣凝膠（底部）和水凝膠（頂部）的吸收材料的物理（左側）和電磁（右側）性能。

圖2（a，b）近年來（2015-2024）發(fā)表的論文和專利數量，包括（a）氣凝膠材料和（b）電磁波吸收氣凝膠材料的發(fā)展狀況；（c）氣凝膠材料的優(yōu)勢（左側）和應用領域（右側）；（d）氣凝膠材料的發(fā)展歷程時間線。（e）氣凝膠材料在電磁波吸收領域應用的時間線。

圖3（a）納米團簇在層狀無機硅酸鹽體系中作為“柱”和（b）制備層狀無機硅酸鹽氣凝膠的示意圖；（c，d）不同類型的3D打印氣凝膠螺旋；（e，f）改性氣凝膠的超輕重量和宏觀結構；（g，h）剛性MXene/氧化石墨烯氣凝膠（SMGA）的電磁波吸收機制分析。

圖4（a）Ni/MnO-CA氣凝膠的制備過程，（b）Ni/MnO-CA氣凝膠立于蒲公英上的照片；NCCA（1至3號氣凝膠的熱解溫度分別為600、700和800°C）的（c）磁滯回線和（d）相對復磁導率的實部（μ′）；（e）由磁鐵固定的SiO2/還原氧化石墨烯/Co氣凝膠圖片；磁性Ni納米鏈的（f）透射電子顯微鏡圖像和（g）相應的離軸電子全息圖；（h）超輕Ni/MXene/rGO氣凝膠在平行、垂直方向以及無序狀態(tài)下的電磁波吸收性能比較。

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