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目次
Cover and Table of Contents for Vol.42 No. 8
2026, 42(8):
[Abstract](15) [FullText HTML] [PDF 1816KB](0)
Abstract:
论文
Machine-learning guides discovery of multi-principal element alloys as electrocatalyst for hydrogen evolution reaction
Hao Wu , Fengqi Li , Xinwei Shi , Haifeng Bian , Qing Zhou , Shunshun Jia , Yujie Ma , Jian Gu , Jingzi Zhang , Shuijian He , Xiangkang Meng
2026, 42(8): 100227  doi: 10.1016/j.actphy.2025.100227
[Abstract](19) [FullText HTML] [PDF 3209KB](0)
Abstract:
多主元合金凭借组分间的协同作用,展现出卓越的物理化学性质,成为极具潜力的析氢反应(HER)电催化剂候选材料。然而,多主元组分结构的复杂性及系统性机器学习(ML)筛选方法的缺乏,使得电催化剂组分的最佳配比无法确定,这制约了多主元合金电催化剂的合理设计与开发。本研究通过Light Gradient Boosting模型从601种候选合金中筛选出了NbZnCo2多主元合金作为最优候选材料,与Pt/C相比,其成本缩减了约34倍,同时HER活性更优。结合密度泛函理论(DFT)计算与实验验证,证实了ML模型的可靠性。微米级NbZnCo2催化剂在10 mA cm−2电流密度下仅需20 mV超低过电位,并保持60 h的稳定运行。此外,纳米级NbZnCo2颗粒仍保持了优异HER性能,验证了NbZnCo2合金作为HER电催化剂的普适性。本研究构建了"机器学习-密度泛函理论-实验"框架,筛选出高性能HER电催化剂,该方法可扩展至其他电催化反应,为可持续能源转换技术提供了更广阔的应用前景。
Anchoring strategy-induced conductive loss in Ni-MOF@expanded graphite composites to achieve broadband microwave absorption
Renwei Feng , Congmin Fan , Di Lan , Lanxiang Liu , Qinchuan He , Yiqun Wang
2026, 42(8): 100301  doi: 10.1016/j.actphy.2026.100301
[Abstract](11) [FullText HTML] [PDF 6617KB](0)
Abstract:
金属有机框架(MOF)衍生物因其大比表面积和结构可调性,已成为电磁波吸收材料的候选者。然而,磁性MOF衍生物导电损耗不足及团聚问题严重制约了其应用。本文提出了一种新型导电网络构建工程与锚定策略,通过镍催化自组装及热处理工艺,设计出具有层状网格结构的Ni-MOF@碳纤维/膨胀石墨(EG)复合材料。具体而言,通过精确调控碳源与网格状EG,诱导游离碳构建了既可连接EG又能锚定MOF衍生物的导电网络。扫描电镜分析证实碳纤维连接EG层形成了更丰富的微导电网络。同时,碳纤维的锚定作用调控了阻抗匹配并激活界面诱导极化,电磁参数测试验证了该现象。因此,S-4样品的最小反射损耗(RLmin)达到−41.73 dB,最大有效吸收带宽(EABmax)为5.12 GHz,匹配厚度仅1.48 mm,雷达散射截面显著降低39.58 dB m2。该工作为高性能电磁波吸收材料的导电网络构建工程与锚定技术应用提供了重要启示。
One pot green synthesis and electromagnetic wave absorption performance of manganese dioxide@nitrogen-doped carbon@NiFe2O4 hybrids
Xinxin Dai , Di Lan , Xingliang Chen , Xingwei Wang , Guangbin Ji
2026, 42(8): 100302  doi: 10.1016/j.actphy.2026.100302
[Abstract](29) [FullText HTML] [PDF 7408KB](0)
Abstract:
技术革新与工业化的加速推进使电磁辐射的防护及重金属污染的治理成为当前的研究热点。本研究采用原创的一锅法绿色合成工艺,制备出了二氧化锰@氮掺杂碳@镍铁氧体复合杂化材料。通过系统性的表征,深入分析了合成产物的微观结构形貌、晶相组成、化学元素分布、电磁参数及吸波性能。反射损耗曲线结果表明:通过调控吡咯单体用量制备的优化样品表现出了理想的电磁波吸收性能,在3.2 mm匹配厚度下的最低反射损耗值可达到−48 dB,这主要可以归因于界面极化引发的共振效应、良好的阻抗匹配及其他协同因素。该一锅法合成策略所体现的绿色理念,对推动绿色合成技术的发展具有积极意义。
Microwave assisted construction of Ta2CTx MXene/CuInS2 heterostructures toward enhanced dielectric loss and broadband electromagnetic wave absorption
Shuai Zhang , Haifeng Li , Shijie Zhang , Shun Wang , Suxuan Du , Zhiwei Zhao , Xiaomiao Zhao , Xiaowei Liang
2026, 42(8): 100305  doi: 10.1016/j.actphy.2026.100305
[Abstract](17) [FullText HTML] [PDF 3294KB](0)
Abstract:
MXene在电磁波吸收领域的应用日益广泛。为挖掘更多MXene类型的潜力,本研究通过HF蚀刻成功合成了Ta2CTx MXene,并利用微波辅助化学合成系统制备了一系列Ta2CTx MXene/CuInS2复合材料。实验表明:在2.9 mm厚度、50 wt%填料负载量的条件下,Ta2CTx样品的最小反射损耗达到−27.61 dB,有效吸收带宽为0.08 GHz;而同等填料负载下,Ta2CTx MXene/CuInS2-50复合材料在更薄的1.5 mm厚度处表现出显著更优的4.48 GHz有效吸收带宽。这种性能提升归因于CuInS2的引入改善了阻抗匹配并增强了介电损耗。此外,两组分形成的多层片状结构构建了连续导电网络,通过多重反射和导电损耗有效耗散了电磁能量。本研究为开发基于Ta2CTx MXene的高效吸波材料提供了可行策略。
La2O3 decorated Ti3C2Tx MXene: temperature regulation and frequency selective surface synergy for enhanced X-Band microwave absorption
Qiang Wang , Jifan Yang , Xiaolei Su , Yi Liu
2026, 42(8): 100308  doi: 10.1016/j.actphy.2026.100308
[Abstract](11) [FullText HTML] [PDF 5895KB](0)
Abstract:
MXene具有较高的介电损耗和独特的层状结构,但其单一组分特性导致强烈的电磁波反射,严重制约了其微波吸收效能。本研究通过氨基键合将La2O3纳米颗粒锚定在剥离的Ti3C2Tx纳米片上构建La2O3@Ti3C2Tx纳米复合材料,并以温度为关键参数调控吸收性能。Ti3C2Tx由Ti3AlC2前驱体经LiF辅助湿法刻蚀、超声剥离及离心获得,通过XRD、SEM和TEM表征了复合材料的物相组成与微观形貌,采用矢量网络分析仪测试了其在X波段的电磁参数。当温度为60 ℃时获得最佳吸收性能,在3.8 mm厚度下最小反射损耗达−50.5 dB (9.2 GHz),有效吸收带宽完全覆盖X波段(8.2–12.4 GHz)。进一步通过加载频率选择表面的模拟优化,在3.2 mm厚度下X波段反射损耗均低于−10 dB。基于电磁场模拟的机理分析证实,该优异吸收行为源于LC谐振。这项工作为设计和制备高性能Ti3C2Tx基微波吸收材料提供了新颖可行的策略,在电磁防护领域展现出良好的应用前景。
Two birds with one stone: phosphorus doping to enhance conduction loss and dipole polarization for electromagnetic wave absorber
Zirui Jia , Zehua Zhou , Shuang Xu , Yuan Wang , Mengjia Shi , Mengting He , Chuankun Zhang , Di Lan
2026, 42(8): 100310  doi: 10.1016/j.actphy.2026.100310
[Abstract](24) [FullText HTML] [PDF 5968KB](0)
Abstract:
缺陷调控是开发新型吸收材料的关键。如何精确控制缺陷的浓度和数量以优化材料的损耗机制仍然是一项重大挑战。传统吸收材料的吸收频率与谐振频率不匹配,限制了其吸收性能。为解决这些问题,本文通过磷掺杂和硫空位缺陷的协同作用,成功调控了CoMn纳米片的偶极子和载流子浓度,显著提高了材料的电磁波吸收性能。实验结果表明,优化后的复合材料在厚度分别为2.0 mm和2.2 mm时,实现了−52.19 dB的最小反射损耗(RLmin)和5.52 GHz的最大有效吸收带宽(EABmax)。磷掺杂和硫空位缺陷的引入不仅增加了活性位点,而且通过异质界面和晶格畸变丰富了损耗机制。本研究不仅提供了一种制备新型电磁波吸收材料的简便方法,而且为过渡金属二硫化物缺陷调控提供了一种新策略。
Electrostatically induced dual-coupled interfaces of defect polarization enhanced PBA/MXene heterostructures for boosting electromagnetic wave absorption
Zhiqing Jia , Xinju Gong , Di Lan , Huanhuan Sun , Yu Liu , Yuping Gao , Siyao Guo
2026, 42(8): 100312  doi: 10.1016/j.actphy.2026.100312
[Abstract](12) [FullText HTML] [PDF 7917KB](0)
Abstract:
普鲁士蓝类似物(PBAs)因其可调控的配位框架和本征多孔性备受关注,但其结构稳定性不足与衰减能力有限制约了PBA衍生电磁波吸收体的性能。金属-碳异质结构体系可显著改善这些缺陷,但精确构建多组分异质界面并调控磁畴行为仍具挑战性。在此,我们提出一种静电场自辅助策略,成功构建双金属PBA衍生的多类型碳包覆/MXene (NiCo@C@C/MXene)异质结构,其精确设计的多组分界面形成静电诱导双耦合界面网络,成为增强介电损耗的核心机制。MXene纳米片和聚多巴胺(PDA)涂层协同强化PBA衍生碳基体,构建多维导电通路,而多类型碳基体、缺陷孔隙和磁性纳米颗粒共同增强了界面极化和磁损耗。这种协同效应实现了优化的阻抗匹配、强衰减特性和宽频吸收性能,使该材料在仅1.57 mm的超薄厚度下实现了−58.51 dB的最小反射损耗(RL)和5.44 GHz的有效吸收带宽(EAB)。雷达散射截面模拟进一步揭示了强化电磁波耗散的磁畴耦合网络。该研究为突破PBA材料本征局限和界面工程难题提供了新思路,为下一代高性能电磁波衰减材料开辟了路径。
Honeycomb-like BiCo@NC composites derived from bimetallic organic frameworks for high-efficiency electromagnetic wave absorption
Weiheng Liu , Juhua Luo , Jiahuan Shi , Di Lan , Shuangshuang Mao , Yu Xie
2026, 42(8): 100313  doi: 10.1016/j.actphy.2026.100313
[Abstract](20) [FullText HTML] [PDF 4450KB](0)
Abstract:
为了解决电磁波(EMW)污染问题,开发高效的电磁波吸收(EMWA)材料仍然是一项挑战。采用聚合物辅助溶胶-凝胶法制备铋钴双金属有机框架,并在高温下碳化得到蜂窝状BiCo@氮掺杂碳(NC)复合材料。同时,碳化温度会影响材料的磁性和电导率。随着温度的升高,BiCo@NC复合材料的EMWA性能先升高后降低。在750 ℃碳化温度下、厚度为2.40 mm时,最小反射损耗值达到−47.29 dB,有效吸收带宽值为6.72 GHz (11.28–18.00 GHz)。优异的EMWA性能源于介电损耗与磁损耗的协同作用、多次反射和散射以及良好的阻抗匹配。密度泛函理论计算证实界面极化增强了EMWA性能,雷达散射截面计算结果表明该复合材料具有实际应用潜力。本研究为制备高效的碳基EMWA材料提供了新思路。
Hydrogen-bonding intermolecular interaction between graphene oxide and polytetrafluoroethylene enhanced creep resistance
Ke Liu , Qi Gao , Haifeng Li , Lipeng Diao , Xuegang Chen , Daohao Li , Guanglei Wu
2026, 42(8): 100315  doi: 10.1016/j.actphy.2026.100315
[Abstract](13) [FullText HTML] [PDF 5206KB](0)
Abstract:
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。
Constructing selenium-vacancy-rich SiC@CoSe2−x nanocomposites to boost dipole and interfacial polarization for electromagnetic wave absorption
Zhongning Tian , Jinyuan Liu , Meng Zhang , Qianqian Jia , Mingbo Liu , Zhenjiang Li , Ting Wang , Wenjie Zhao , Dongwei Ma , Xueli Qi
2026, 42(8): 100323  doi: 10.1016/j.actphy.2026.100323
[Abstract](17) [FullText HTML] [PDF 4239KB](0)
Abstract:
材料掺杂与缺陷工程是调控电磁波吸收性能的两种有效策略。本研究针对碳化硅(SiC)纳米线存在的阻抗匹配失配与吸波能力较差的问题,通过水热合成结合一步煅烧法,成功将氧化钴(Co3O4)纳米颗粒锚定在SiC纳米线表面。随后通过二次水热策略及后续还原处理,将合成的Co3O4分别转化为SiC@CoSe2和SiC@CoSe2−x复合材料,使SiC@CoSe2−x纳米复合材料展现出优异的电磁波吸收性能。在导电损耗、极化损耗与磁损耗的协同作用下,优化后的纳米复合材料在1.9 mm厚度处取得−50.23 dB的最小反射损耗(RLmin),并在2.03 mm厚度下实现7.84 GHz的有效吸收带宽(EAB),覆盖部分X波段及整个Ku波段。通过系统阐释电磁衰减机制,揭示了CoSe2基纳米材料在电磁波吸收应用中的广阔前景。
Construction of Schottky barrier and the enhanced interface polarization effect of C@ZnO/Sn@GaN for high performance electromagnetic wave absorption
Guangrong Wu , Jiahui Zhu , Xiaomeng Guo , Changmiao Zhang , Mengting He , Hua Qiu , Dongwei Ma
2026, 42(8): 100324  doi: 10.1016/j.actphy.2026.100324
[Abstract](17) [FullText HTML] [PDF 6947KB](0)
Abstract:
复合材料的组成和结构设计对于提升电磁波吸收(EMWA)性能至关重要。为了在实现更可控的微观形貌调控的同时,整合组成设计以获得更宽频带的EMWA性能,本文利用碳纳米管(CNs)的简易制备工艺和良好的分散性。采用水热合成法,在CNs表面包覆ZnSn(OH)6和γ-Ga2O3。随后,高温煅烧将ZnSn(OH)6转化为ZnO/Sn异质结,同时将γ-Ga2O3转化为GaN,构建了多维复合结构,并在金属与半导体接触界面引入了肖特基势垒。通过优化电磁波损耗机制和阻抗匹配特性,最终得到的C@ZnO/Sn@GaN复合材料在2.6 mm处实现了−48.07 dB的最小反射损耗(RLmin),在2.2 mm处实现了6.32 GHz的最大吸收吸收频率(EABmax)。由于其独特的结构和组成,该复合材料展现出优异的耐腐蚀性,为拓展其应用领域提供了宝贵的思路。本研究采用简单的水热法和高温煅烧法成功构建了一系列具有多组分异质界面的复合材料,优化了纯碳材料的高介电性能。此外,肖特基势垒的引入改变了电子传输特性,进一步增强了材料的电磁波吸收能力。
综述
Synergistic mechanism and performance optimization of dielectric-magnetic composite absorbing material
Haiyun Hou , Dongwei Ma , Zinan Zhang , Zirui Jia
2026, 42(8): 100325  doi: 10.1016/j.actphy.2026.100325
[Abstract](18) [FullText HTML] [PDF 9190KB](0)
Abstract:
随着5G通信、航空航天及国防技术的快速发展,电磁辐射污染电磁干扰及电磁隐身需求推动吸波材料向“薄、轻、宽、强”方向发展。介电-磁复合吸波材料通过整合介电损耗与磁损耗机制,突破单一材料阻抗匹配不佳、频带窄等瓶颈,成为当前研究热点。该类材料的核心优势源于协同机制:介电相通过偶极极化、界面极化、传导损耗及缺陷损耗衰减电磁波,磁相依赖自然共振、交换共振、涡流损耗及畴壁共振实现磁能耗散;二者耦合可优化阻抗匹配,延长电磁波传播路径,拓宽有效吸收带宽。其协同效应受组分比例、微观结构及界面特性调控,通过Maxwell-Garnett理论、传输线理论等可揭示其微观物理过程。性能优化需通过多维度策略实现:组分设计上筛选互补性介电-磁材料并调控比例;制备工艺优化组分分散与结构完整性;微观结构调控强化阻抗匹配与多重损耗;表面改性提升界面极化与协同效应。典型体系包括磁性金属/介电聚合物、铁氧体/陶瓷、碳基/磁性纳米粒子复合体系,部分材料最小反射损耗低于−60 dB,有效吸收带宽超9 GHz。当前研究仍面临协同机制理论模型不完善、宽频吸收与环境稳定性难以兼顾等挑战。未来需深化微观机制认知,发展多功能一体化、智能化、绿色化材料,推动其在军事隐身、电子设备电磁兼容、通信基站防护等领域的规模化应用。
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