智能電磁設(shè)備快速推進著智能時代的到來，它們將萬物互聯(lián)，在方便生活和工作的同時，也帶了電磁污染、信息安全等問題，對國民的生命健康和國家的戰(zhàn)略安全造成威脅。高性能電磁波吸收材料是避免電磁波侵害的首選，然而，常規(guī)電磁波吸收材料存在吸波頻段窄、難以在高溫環(huán)境中應(yīng)用等問題。

近期研究表明，通過將一維納米材料組裝成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，利用納米材料的大比表面積和大量的表面懸鍵，以及三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對電磁波的多重反射和散射，可顯著增加電磁損耗。同時，通過在吸波材料中引入透波相，可提高吸波材料與環(huán)境的阻抗匹配，進一步增強對電磁波的吸收。陶瓷氣凝膠是一種具有豐富三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的材料，具有優(yōu)異的高溫穩(wěn)定性和超低的密度，成為下一代高溫吸波材料的理想選擇。然而，單一的陶瓷氣凝膠面臨著衰減性能低的挑戰(zhàn)。

為此，西安交通大學(xué)王紅潔教授團隊借鑒仿生龍蝦殼層狀結(jié)構(gòu)對機械能量的衰減機制，以紙狀SiC和Si3N4氣凝膠為基本構(gòu)筑單元，進行交替多層透波/吸波結(jié)構(gòu)設(shè)計，構(gòu)筑具有優(yōu)異室溫/高溫吸波性能和超低密度的復(fù)合氣凝膠：一方面利用透波材料降低材料與環(huán)境的阻抗，另一方面利用透波/吸波交替結(jié)構(gòu)將電磁波限制在材料內(nèi)部，并將其損耗，起到“關(guān)門打狗”的效果，最終獲得低介電、高損耗的高性能陶瓷氣凝膠吸波材料。此外，該材料還具有陶瓷氣凝膠的優(yōu)異隔熱性能。

該研究成果以“Alternating Multilayered Si3N4/SiC Aerogels for Broadband and High-Temperature Electromagnetic Wave Absorption up to 1000 °C”為題近日在國際知名期刊ACS Appl. Mater. Interfaces上在線發(fā)表。西安交通大學(xué)材料學(xué)院博士生蔡志新為論文第一作者，蘇磊助理教授和王紅潔教授為共同通訊作者。此外，西安交通大學(xué)材料學(xué)院本科生陶麗婷共同參與了此項工作。

近年來，西安交通大學(xué)王紅潔課題組在硅基陶瓷氣凝膠研究方面取得一系列進展，相關(guān)研究已發(fā)表在Sci. Adv. 6, eaay6689（2020）；ACS Nano 12, 3103 （2018）；ACS Appl. Mater. Interfaces,12, 8555（2020）；ACS Appl. Mater. Interfaces, 11, 45338（2019）；ACS Appl. Mater. Interfaces, 11, 15759（2019）上。這一系列工作得到國家自然科學(xué)基金（51772237、52072294）、陜西省科技創(chuàng)新團隊支持計劃 （2018TD-031）項目的資助。