用于电磁干扰屏蔽和电磁波吸收的柔性电磁防护材料的进展与挑战
毛盛棣, 苗瑞丰, 兰笛, 张世杰, 周继光, 刘勋, 杜苏轩, 赵志伟, 吴广磊
【物理化学学报】doi: 10.1016/j.actphy.2026.100279
无线局域网(WLAN)和第五代移动通信(5G)的快速发展,使得高效电磁防护(EMP)材料的研究备受关注。然而,早期EMP材料往往优先考虑电磁衰减效率而忽略了机械柔性,这限制了其在可穿戴电子产品、软体机器人和智能传感系统等新兴领域的应用。因此,柔性EMP材料的开发势在必行。本文将柔性EMP材料系统地分为柔性电磁干扰(EMI)屏蔽材料和柔性电磁波吸收(EWA)材料,并根据不同的材料体系和设计策略进一步细分。基于导电聚合物、碳基纳米材料、MXene和金属复合材料等不同基底的柔性EMI屏蔽材料,因其高屏蔽效能(SE)和高柔性而备受关注。薄膜结构已被广泛应用于EMI屏蔽和电磁波吸收系统,本文也对其作用进行了介绍。随后,人们系统地介绍了具有多种结构设计的柔性电磁屏蔽材料,包括聚合物基复合材料、海绵、泡沫和气凝胶。本文全面阐述了柔性电磁屏蔽材料和电磁屏蔽材料,解释了近期研究成果的机理和材料分类,并探讨了其设计思路对下一代柔性电磁屏蔽材料的意义。
关键词: 柔性电磁保护, 保护机制, 设计策略, 复合策略, 多功能
基于氧化石墨烯-聚四氟乙烯氢键分子间作用的抗蠕变性能增强研究
刘柯, 高琪, 李海丰, 刁立鹏, 陈学刚, 李道浩, 吴广磊
【物理化学学报】doi: 10.1016/j.actphy.2026.100315
聚四氟乙烯(PTFE)因具备优异的热稳定性、电绝缘性及低摩擦特性被广泛应用。然而,其显著的蠕变行为极大地限制了自身的应用范围。无机填料可有效改善聚四氟乙烯基材料的抗蠕变性能,且填料与聚四氟乙烯基体间的相互作用力对改性效果起着关键作用。本研究采用二维单层氧化石墨烯(GO)作为增强填料,制备得到氧化石墨烯-聚四氟乙烯(GO-PTFE)复合材料,实现了材料抗蠕变性能的显著提升。氧化石墨烯表面富含含氧官能团,可与聚四氟乙烯基体中的氟原子形成强界面氢键作用。理论计算与分子动力学模拟结果表明,GO-PTFE复合材料中存在强烈的分子间相互作用,该作用能够有效限制聚四氟乙烯分子链的运动,减缓其在外力作用下的滑移与变形,进而降低材料的蠕变程度。
关键词: 氢键作用, 填充改性, 聚四氟乙烯, 抗蠕变
电子结构不对称碳介导的Pd电荷重分布促进乙醇氧化反应
周鑫灿, 王雪瑶, 陈小康, 兰笛, 高宇庭, 王晓霞, 李道浩, 张树超, 张立杰, 吴广磊
【物理化学学报】doi: 10.1016/j.actphy.2026.100287
作为一类具有应用前景的乙醇氧化反应(EOR)催化剂,Pd基材料仍然本征受限于表面电子结构在乙醇吸附与CH3CO中间体脱附之间的权衡关系。本文合成了负载于N/S共掺杂碳上的Pd催化剂(Pd@SNC),其中掺杂的S和N原子能够向Pd转移适量电子,从而赋予Pd更为适宜的电子结构。此外,d带中心的适度负移表明,该适宜的Pd电子结构不仅能够增强对乙醇和OH的吸附,还能够促进中间体(CH3CO*)的脱附,从而有利于反应动力学。结果表明,Pd@SNC表现出最高的EOR催化活性,其质量活性达到945.49 mA mgPd−1,明显优于Pd@NC和Pd@C。理论计算结果进一步表明,由于共掺杂N和S原子对Pd电子结构进行了有效调控,Pd@SNC在EOR过程中脱氢步骤表现出最低的反应能垒。
关键词: Pd基催化剂, 乙醇氧化, 杂原子掺杂, 金属-载体相互作用, 电子结构
双金属MOFs中精确设计的异质界面实现多尺度极化协同效应用于高效电磁衰减
杨世豪, 郭志强, 贾梓睿, 刘翌, 王丁硕, 李增超, 李海丰, 邱华, 吴广磊
【物理化学学报】doi: 10.1016/j.actphy.2026.100348
基于金属有机框架(MOF)衍生物的多组分界面工程在实现高性能电磁波(EMW)吸收方面具有巨大潜力。然而,精确控制异质界面构型及其相关极化机制仍是一个重大科技难题。本研究开发了一种基于双金属MOF前驱体的可控热解-硒化策略,用于制备ZnSe/Cu2Se多相复合材料。通过前驱体结构设计和硒化程度的精准调控,实现了形貌与异质界面的双重精确控制。多尺度表征、有限元模拟和密度泛函理论(DFT)计算共同表明:Cu2Se在碳骨架内形成了高效导电网络,产生显著传导损耗;同时两种金属硒化物的共存构建了大量异质界面,极大增强了界面极化损耗。此外,缺陷诱导极化和偶极子极化产生了活性位点,实现多尺度极化协同耗散电磁波。最终优化后的复合材料展现出卓越的电磁波吸收性能,其最小反射损耗(RLmin)达−52.63 dB,最大有效吸收带宽(EABmax)为8.64 GHz。本研究提出了一种精确调控基于MOF衍生的双金属硒化物异质界面的策略,为理解高效衰减电磁波所需的多尺度极化协同机制提供了理论基础。
关键词: 多组分界面, 双金属硒化物, 多尺度极化协同, 电磁波吸收

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