摘要：微波吸收材料在复杂电磁（EM）环境中急需应用。然而，将多种功能有效集成到单一材料中仍面临重大挑战。多孔结构工程策略为灵活调控其电磁特性注入了无限活力，可同时抵御气动加热并实现电磁隐身。受此启发，本文，浙江理工大学朱曜峰 教授、北京航空航天大学王广胜 教授等研究

1成果简介

微波吸收材料在复杂电磁（EM）环境中急需应用。然而，将多种功能有效集成到单一材料中仍面临重大挑战。多孔结构工程策略为灵活调控其电磁特性注入了无限活力，可同时抵御气动加热并实现电磁隐身。受此启发，本文，浙江理工大学朱曜峰 教授、北京航空航天大学王广胜 教授等研究人员在《J. Mater. Chem. C》期刊发表名为“Construction of a partially rGO multifunctional aerogel with multi-stage pores for hydrophobicity, thermal insulation and efficient microwave absorption property”的论文，研究通过调整气泡模板和后续热还原工艺，制备了具有多级孔结构的超弹性超轻部分还原石墨烯氧化物气凝胶（PrGA）。

重要的是，通过调节PrGA的进一步还原时间，可以调控其结构规则性、孔径和含氧基团，进而影响极化损耗和导电损耗。值得注意的是，PrGA-4展现出卓越的微波吸收性能，在3.62毫米处最小反射损耗（RLmin）达−67.89 dB，有效吸收带宽（EAB）扩展至7.72 GHz，覆盖整个Ku频段。此外，PrGA的RLmin峰值随进一步还原时间的增加而向更高频率倾斜，这可归因于其独特的多级孔结构与增强的内在导电网络之间的协同效应。更重要的是，PrGA兼具优异的机械性能、疏水性、热绝缘性和压阻式传感功能，使其适用于各种复杂的应用场景。本研究为设计多功能、高效率的微波吸收材料提供了有效策略。

2图文导读

方案一、 Schematic of the preparation of PrGO-x.

图1、FESEM images of PrGA-x. (a)–(a2) PrGA-2, (b)–(b2) PrGA-4, and (c)–(c2) PrGA-6. (d) Density of PrGA-x and (e) photograph of the ultralight PrGA-6 standing on a foxtail.

图2、 (a) FTIR, (b) XRD, (c) Raman analysis, and the C 1s spectra of (d) pure GO, (e) PrGA-2, (f) PrGA-4 and (g) PrGA-6.

图3、 (a) Digital photographs of PrGA-6 during compression-release processes, (b)–(d) the compressive cyclic stress–strain curves of PrGA-x under 50% strain, and (e)–(g) digital photographs of water droplets on the surfaces of PrGA-2, PrGA-4 and PrGA-6.

图4、Relative changes in the resistance of the PrGA-6 piezoresistive sensor under different compression strain cycles.

图5.3D RLmin curves and calculated delta value maps of (a) and (d) PrGA-2, (b) and (e) PrGA-4, and (c) and (f) PrGA-6. (g) Frequency dependence of the attenuation constant α and (h) comparison of EAB for PrGA-x.

图6、Thermal infrared images of PrGA-6 captured at 1, 30, and 60 min: (a)–(c) top view and (d)–(f) side view. (g) Schematic of the thermal transfer mechanism, (h)–(j) thermal infrared images of PrGA, PU, EPS, XPS, EPE, MF, and (k) scheme of samples placed in the heating platform.

图7、Schematic of the possible MA mechanism for PrGA.

3小结

综上所述，通过冻干和热还原工艺，利用乳化气泡作为柔性模板，成功制备了具有多级孔结构的超轻、超弹性PrGA-x材料。PrGA-x的多级孔结构和结构规则性可通过延长进一步还原时间进行可控调节，从而显著提升其压缩应力和压缩稳定性。重要的是，分级次级孔隙的形成有利于界面极化，在电磁场作用下可在界面处产生电荷积累。PrGA实现了优异疏水性、热绝缘性和压阻稳定性的有效结合，使其在严苛的航空航天和军事环境中具有显著的应用前景。本研究为设计多功能、高效率的MAMs提供了指导和启示。

文献：

来源：材料分析与应用

来源：石墨烯联盟