1成果简介

　　构建阻抗不对称结构是一种有效提高屏蔽效能并降低反射率的新方法。本文，绍兴文理学院王玉助理研究员和东北林业大学宋永明教授等在《Chemical Engineering Journal》期刊发表名为“Multi-scale asymmetric structural textile design strategy for overcoming the incompatibility between high-efficiency electromagnetic interference shielding and microwave absorption”的论文，研究提出一种宏-微观多尺度阻抗不对称结构纺织品设计新策略，通过连续界面组装（NiCo₂O₄/Ni-P/MXene）工艺在单一纺织基材上构建了电磁波的“吸收-反射-再吸收”多重损耗路径，实现了高效电磁屏蔽与微波吸收性能的有效集成。
　　得益于宏-微观阻抗不对称结构特性及其电磁损耗层与反射屏蔽层的合理设计，该复合织物在K波段（18-26.5 GHz）展示出高效的电磁屏蔽效能（64.4 dB）、低的反射率（0.08）及优异的微波吸收性能（最小反射损耗达-57.95 dB，有效吸波带宽为7.31GHz），CST仿真进一步证实其雷达散射截面降低达21.68 dB·m²，凸显其在雷达隐身技术中的应用潜力。此外，该复合织物也展示出良好的透气性、疏水性和结构稳定性等。该研究解决了单一纺织基材上高效电磁屏蔽与强吸波性能的不兼容问题，为下一代可穿戴电磁防护材料设计与发展提供了新的思路。
　　2图文导读 

　　图1. (a) Schematic illustration of the fabrication process of asymmetric NiCo2O4/Ni-P/M-SF. (b) TEM and (c) AFM images of Ti3C2Tx MXene. (d) XRD patterns of Ti3AlC2, unexfoliated Ti3C2Tx, and Ti3C2Tx. (e) XPS spectra of Ti3C2Tx MXene and the corresponding high-resolution (f) Ti 2p and (g) C 1s spectra.

　　图2. (a) Optical image of asymmetric NiCo2O4/Ni-P/M-SF. SEM images of (b) SF, (c) M-SF and (d) Ni-P/M-SF. SEM images of (e) the Ni-P side, (f) the cross-section and (g) the MXene side of asymmetric Ni-P/M-SF. SEM and EDS mapping images of (h) the NiCo2O4/Ni-P side, (i) the cross-section, and (j) the NiCo2O4/MXene side of asymmetric NiCo2O4/Ni-P/M-SF.

　　图3. (a) EMI SET, (b) SEA, (c) SER, (d) A, (e) R values of M-SF, asymmetric Ni-P/M-SF, and asymmetric NiCo2O4/Ni-P/M-SF in the K-band. (f) Comparison of R values of the reported EMI shielding materials as a function of EMI SE. (g) EMI SE values and (h) power coefficients in K-band of asymmetric NiCo2O4/Ni-P/M-SF when EMWs incident from different directions. The average (i) SET, SEA, SERvalues and (j) power coefficients. (k) Schematic description of the EMI shielding mechanism of asymmetric NiCo2O4/Ni-P/M-SF.

　　图4. 3D representations of reflection loss of (a) M-SF, (c) Ni-P/M-SF, (e) NiCo2O4/Ni-P/M-SF-1 and (g) NiCo2O4/Ni-P/M-SF-2. Dependence of matching thickness on matching frequency for (b) M-SF, (d) Ni-P/M-SF, (f) NiCo2O4/Ni-P/M-SF-1 and (h) NiCo2O4/Ni-P/M-SF-2. Comparison of (i) reflection loss, (j) impedance matching ratio and (k) attenuation constant for NiCo2O4/Ni-P/M-SF under different EMW incident directions. (l) α/Z/RL curves of NiCo2O4/Ni-P/M-SF when EMWs are incident from the NiCo2O4/Ni-P/MXene side.

　　图5. Schematic illustration of the microwave absorption mechanism for asymmetric NiCo2O4/Ni-P/M-SF.

　　图6. (a) Schematic diagram of CST simulation. 3D radar scattering signals of (b) NiCo2O4/Ni-P/M-SF-1and (c) NiCo2O4/Ni-P/M-SF-2. (d) RCS simulated curves of PEC, NiCo2O4/Ni-P/M-SF-1 and NiCo2O4/Ni-P/M-SF-2.
　　3小结
　　综上所述，本文开发了一种多尺度不对称NiCo2O4/Ni-P/M-SF复合织物，通过连续界面组装工艺成功将高效电磁屏蔽与微波吸收功能集成于单一纺织基材。该材料基于贯穿织物厚度的宏观阻抗不对称结构以及单根纤维径向的微观异质结构，构建了一条遵循“吸收-反射-再吸收”机制的高效电磁波耗散路径。在K波段（18-26.5 GHz）内，该复合织物展现出64.4 dB的超高电磁屏蔽效能、0.08的极低反射系数，以及优异微波吸收性能（最小反射损耗RLmin为-57.95 dB）。远场CST仿真验证了其雷达散射截面缩减能力。此外，经过多重功能涂层处理后，不对称NiCo2O4/Ni-P/M-SF复合织物仍保持优异的透气性、疏水性和结构稳定性。本研究为在单一柔性纺织基材上实现高效电磁屏蔽与强吸波功能的集成提供了一种新的设计策略。
　　文献：