DOI: 10.1021/acsami.1c03129

一维结构得益于其电磁（EM）各向异性而在微波吸收（MA）领域得到了广泛的应用。然而，通过结构设计来调整EM特性仍然存在相当大的挑战。在此，采用同轴静电纺丝和溶剂热法，在TiO2@Co/C@Co/Ni多层微管中实现了EM梯度。从外层到内层，阻抗匹配逐渐变差，而EM损耗能力不断增强，从而促进了微波的入射和衰减。此外，一维结构各向异性同时实现了多级磁相互作用和3D导电双网络。因此，一维EM梯度分层TiO2@Co/C@Co/Ni碳微管复合材料表现出优异的MA性能。其最大反射损耗（RL）值在2.0mm时达到-53.99dB，有效吸收带宽（EAB，RL≤-10dB）达6.0GHz，仅填充15％即可覆盖大部分Ku波段。一维EM梯度分层复合材料的独特设计为先进MA材料的制备提供了巨大的潜力。

图1.（a-c）TiO2@Co/C CMT，（b-f）TiO2@Co/C@Co/Ni LDH CMT和（g-i）TiO2@Co/C@Co/Ni CMT的SEM图像和相应的XRD图谱（j）。

图2.TiO2@Co/C@Co/Ni CMT的（a，b）TEM图像，（c）高分辨率TEM（HRTEM）图像，以及（d）SAED。

图3.（a）TiO2@Co/C CMT，（b）Co/C@Co/Ni CMT和（c）TiO2@Co/C@Co/Ni CMT的RL的3D呈现，以及（d）在2mm的相同厚度下的RL曲线。

图4.（a）TiO2@Co/C@Co/Ni CMT的TEM图像以及相应的偏轴电子全息图，其中包含不同区域的重组。TiO2@Co/C@Co/Ni CMT复合材料在管端（b）和相邻管（c，d）处的电子全息图。

图5.TiO2@Co/C@Co/Ni CMT的TEM图以及在不同磁场强度下获得的相应磁性全息图。磁场强度首先从0增加到250 Oe，然后降低到0 Oe（a，c）。然后，使磁场方向反转，并进行与上述相同的磁场强度调整步骤（b，d）。反转磁场方向的过程是通过将样品分别在正方向和负方向上旋转15°来实现的。

图6.散布有纳米颗粒的微管的微磁模拟。微管的内径和外径分别为200和300nm，长度为100nm。微球的直径为20nm，外部磁场频率为3GHz。

图7.切割部分的TEM图像（a，d）和相应的偏轴电子全息图（b，e），以及切片TiO2@Co/C@Co/Ni CMT复合材料的电荷密度图像（c，f）。

图8.TiO2@Co/C@Co/Ni CMT中三个子层成分（TiO2、Co/C CMT和Co/Ni NP）的阻抗匹配（Z）（a）和衰减常数（α）（b）。