先进的电磁吸波材料具有吸收强、有效吸收频带宽、轻薄、密度小的特点，在军事隐身和减弱电子产品和无线网络基站中的微波污染或辐射方面有着迫切的需求。各种磁性材料，如铁氧体、铁基、钴基、镍基纳米粒子和合金，以及碳纤维、碳纳米管、石墨烯等碳族材料，主要以涂层、密封或复合的形式进行电磁波吸收材料的工程应用。吸波材料不仅能有效降低电磁辐射对人体的危害，也能消除电磁干扰，使各种电子设备正常运行。

金属-有机框架(MOFs)集成了有机-无机杂化、高孔隙率、超高比表面积和可调拓扑结构的特点。其多样的组成和拓扑结构使其在气体分离/存储、催化和生物医学等领域具有巨大的潜力。热解后由MOF衍生出的金属/碳复合材料已经引起了各领域的广泛关注，研究表明它们可能具有理想的电磁波吸收或屏蔽能力。

众所周知，除了合适的EM参数来保证阻抗匹配和电磁能量衰减，MOF衍生物的拓扑结构也可以引起电磁波多次散射和极化损耗。结合这些因素可以增强电磁波衰减。实际上，影响电磁波衰减的因素有相组成、形貌和温度等。而以往的材料设计主要关注的是在给定的形态或相组成条件下研究特定吸收体的电磁参数。但很少考虑拓扑结构和相组成的综合效应。

近日，西北工业大学孔杰教授（通讯作者）课题组采用具有可控拓扑结构和微相组成的普鲁士蓝衍生物（PBA）作为前驱体,通过热解工艺制备空心、实心的笼状和盒状等拓扑结构Fe/Co/C和Fe/Mn/C纳米复合电磁波吸收剂。实心Fe/Co/C和空心Fe/Mn/C均表现出强电磁吸收和高吸收带宽，电磁波反射损耗值最低为?54.6 dB,其中900°C热解制备的实心盒状Fe/Co/C吸收剂在厚度2.5 mm时有效吸收带宽高达8.8 GHz,刷新了该类材料的性能上限，通过控制MOF拓扑结构来设计和调控金属/碳杂化吸波剂对于新型电磁波吸收材料的发展及其在装备隐身领域的应用具有重要意义。这项研究工作以“Highly efficient and broad electro magnetic wave absorbers tuned via topology-controllable metalorganic frameworks”为题发表在国际著名期刊《SCIENCE CHINA Materials》上。

（Science China Materials（简称SCMs，英文月刊），一区TOP期刊，创刊于2014年底，是《中国科学》系列期刊之一，由中国科学院和国家自然科学基金委员会联合主办，《中国科学》杂志社出版，并与Springer出版集团合作面向海外发行，SCMs的办刊宗旨为：报道国内外材料科学及相关领域的重要科学进展，为科学界全面提供材料科学及相关领域的科学研究动态和研究成果信息，促进国内外学术交流，对国内的材料科学研究发挥借鉴和引领作用，目前影响因子为6.098）

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图1.制备示意图

图2. Fe-Co PBAs和热解后Fe/Co/C拓扑结构和相组成表征

图3反射损耗RL图

图4电磁波吸收机理分析

总而言之，作者通过共沉淀法制备出拓扑结构可控的空心笼状和实心盒状磁性/介电的Fe/Co/C和介电Fe/Mn/C纳米复合物。无论是从有效吸收带宽EAB还是反射损耗RL的角度看，实心盒状Fe/Co/C-900和中空Fe/Mn/C复合材料均表现出优异的电磁波吸收能力。对于Fe/Co/C-900实心盒状结构，有效吸收带宽为8.8 GHz，厚度2.5 mm，刷新了这类材料的新记录。利用拓扑可控MOFs调节材料的吸波能力是吸波材料设计的重要环节，在天线外壳、雷达罩、航空发动机和隐形飞机等领域具有广阔的应用前景。（文：one end）

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