考慮到嚴重的電磁波（EMW）污染問題和復雜的應用條件，人們迫切需要在單一物質中融合多種功能。然而，如何將多種功能有效集成到設計的電磁波吸收材料中，仍然面臨著巨大的挑戰(zhàn)。在此，作者采用冷凍干燥、浸泡吸收、二次冷凍干燥和碳化處理等高效方法，精心設計并合成了具有二維/三維（2D/3D）范德華（vdWs）異質結構的還原氧化石墨烯/碳泡沫（RGO/CFs）。得益于放大介質損耗和優(yōu)化阻抗匹配的出色聯動效應，所設計的二維/三維 RGO/CFs vdWs 異質結構表現出了令人稱道的電磁波吸收性能，在低匹配厚度的情況下實現了 6.2 GHz 的寬吸收帶寬和 -50.58 dB 的反射損耗。此外，所獲得的二維/三維 RGO/CFs vdWs 異質結構還具有顯著的雷達隱身性能、良好的耐腐蝕性能和出色的隔熱能力，在復雜多變的環(huán)境中展現出巨大的潛力。因此，這項工作不僅展示了一種直接制備二維/三維 vdWs 異質結構的方法，還為電磁防護、航空航天和其他復雜條件下的多功能泡沫工程設計勾勒出了一種強大的混合維組裝策略。
Fig 1. (a) 2D/3D GO/CGFs和RGO/CFs范德華異質結構的實驗示意圖，(b)立在葉片上的 R2/CF 的數字圖像，CFs 和 RGO/CFs (c)傅里葉變換紅外光譜，(d) X射線衍射圖案，(e)X射線光電子能譜，(f，g)R2/CF的 C1s和N1s X射線光電子能譜。
Fig 2. (a1-d3) CFs, R2/CF, R4/CF和R6/CF掃描電子顯微鏡圖像，(e1-e4)R2/CF 能量色散元素映射圖像。
Fig 3. CFs, R2/CF, R4/CF和R6/CF的(a-e)介電參數以及對比圖，(f)介質損耗正切值。
Fig 4. R2/CF, R4/CF和R6/CF在25 wt%下的(a-d)3D RL，(e-g)EAB，(h)各樣品在不同填充比下的RLmin和EAB的對比。
Fig 5. R2/CF-600, R2/CF和 R2/CF-700(a)XRD, (b)XPS，(c)Raman spectra， SEM圖像(d-f)R2/CF-600和(g-i)R2/CF-700。
Fig 6. R2/CF-600和R2/CF-700的(a-c)介電參數，(d-f)R2/CF-700在不同填充比之下的二維RL彩色圖。
Fig 7. a-c CFs 和 R2/CF 的阻抗-f 曲線、 εc′′, εp′′ 值，以及 d、e PEC、CFs 和 R2/CF 的 3D RCS 仿真和 0-180° 入射角時的模擬 RCS 值
Fig 8. 2D/3D RGO/CFs的微波吸收吸收機理。
Fig 9. a HCl 溶液（pH=1）、3.5 wt% NaCl 溶液和 KOH 溶液中 R2/CF 的 Tafel 曲線、b EIS 圖、c Bode 圖。 d, e 不同時間（5 至 20 分鐘）拍攝的 PU、PVC 和 R2/CF 的熱紅外圖像和相應的溫度-時間曲線，以及 f 盛有 5 mL 水的燒杯放在石棉網、PU 和 R2/CF 上，用酒精燈加熱。
相關研究工作由復旦大學Hualiang Lv和貴州大學Xiaosi Qi課題組于2024年共同發(fā)表在《Nano-Micro Letters》期刊上，Mixed-dimensional Assembly Strategy to Construct Reduced Graphene Oxide/Carbon Foams Heterostructures for Microwave Absorption, Anti-corrosion and Thermal Insulation，原文鏈接:
https://doi.org/10.1007/s40820-024-01447-9
轉自《石墨烯研究》公眾號
