玉米秸秆制成纳米吸波材料 可有效应对电磁污染

记者 王健高 通讯员 孙竹媛

11月29日，青岛大学传来消息，该校材料科学与工程学院的研究成果引起了关注。该团队以2018级复合材料与工程专业本科生齐广雨为第一作者开yun体育官网入口登录app，解培涛副教授担任通讯作者，刘春朝教授共同参与，并在《先进化合物和杂化材料》期刊上发表了一篇论文。论文中，他们利用具有多孔结构的玉米秸秆作为原料，通过生物质转化技术，成功制备了一种超轻的纳米吸波材料（Fe3C@Fe/C）。这种材料在厚度仅为1.13毫米的情况下，展现出了卓越的吸波性能。

众所周知，电子设备的使用极大地方便了人们的生活，然而，这也随之带来了大量的电磁污染。这种污染不仅威胁着人们的健康，还可能危害信息安全。为了有效应对电磁污染，研发电磁波吸收材料显得尤为重要。然而，目前许多电磁波吸收材料面临吸收带宽较窄、制备工艺繁琐等挑战。

为了实现材料的高效吸波特性，它必须具备多层多孔的微观构造。在齐广雨回到家乡生火时，他意外地观察到秸秆比木头更容易着火，并且发现那些未完全燃烧的秸秆呈现出松散的木炭形态，从而推断玉米秸秆可能拥有优良的多孔特性。

在后续进行的实验中，不论是以玉米秸秆的哪个部分作为起始材料，也不论将碳化温度设定在何种水平，所得材料的吸波性能均不尽如人意。经过齐广雨查阅了众多文献资料，发现症结所在：自然植物及其残留物通常只具备电学响应，而磁学响应则相对较弱，甚至难以实现，这使得它们难以达到理想的电-磁性能匹配。他对实验计划进行了调整，选定玉米秸秆的多孔特性作为仿照对象，并计划引入磁性金属纳米粒子以实现材料的改性。

基于这一理念，研究团队运用金属盐浸渍与碳热还原相结合的生物质转化技术，成功制备了Fe3C@Fe/C纳米复合吸波材料。我们利用秸秆制备的纳米吸波材料，在仅1.13毫米的超薄厚度下，便展现出卓越的吸波性能，其有效吸收带宽甚至可以达到5.1吉赫兹。解培涛指出开yunapp体育官网入口下载手机版，这种纳米复合材料展现出优异的阻抗匹配能力以及显著的衰减特性开元ky888棋牌官方版，因此具备了出色的吸波性能。这一性能的优越性主要源于多孔微结构内多级界面的介电损耗与铁纳米颗粒的磁损耗之间的协同效应。

解培涛指出，该团队采用的金属盐浸渍与碳热还原相结合的技术不仅操作简便、经济实惠，而且具备大规模生产的潜力；所生产的材料在吸波性能方面表现稳定；此外，该技术还能有效提升农业废弃物的利用率，并有助于降低秸秆焚烧所造成的环境污染。