DOI: 10.1016/j.compositesa.2022.107169

由于日益严重的电磁波污染，近期电磁波（EMW）吸收材料受到了相当大的关注。通过结构设计和成分调整来制造具有高吸收性能和低匹配厚度的轻质吸收体仍然具有一定的挑战性。在此，研究者通过静电纺丝、热解和水热法合成了一种含二维（2D）纳米片涂层的纤维复合EMW吸收剂。钴纳米颗粒和碳纳米纤维的结合以及二维MoSe2纳米片的表面修饰通过介电/磁损耗、阻抗匹配、不同极化和多孔结构诱导多重散射显著促进了EMW的吸收。由于多组分与有趣结构的适当组合，当吸收体厚度为2.05mm时，其显示出较强的EMW吸收性能，在10.70GHz下的最小反射损耗（RL）为-62.30dB，有效吸收带宽（EAB）为5.10GHz（9.30-14.40GHz），覆盖了大部分X波段。通过将厚度调整到1.60mm，EAB可以达到6.00GHz（12.00-18.00GHz），覆盖了整个Ku波段。这种具有分层结构和优异电磁波吸收性能的复合纤维吸收体有望在诸多电磁波衰减应用中大放光彩。

图1.二维MoSe2纳米片修饰Co/C复合纳米纤维（MZCNF）的示意图。该制备方法主要包括三个步骤：（1）使用合成的MOF静电纺丝PAN/ZIF-67；（2）热解过程：将静电纺丝纤维转化为Co/C复合纤维；（3）在复合纤维上水热生长MoSe2以产生最终材料。

图2.形态和结构。不同放大倍率下（a）ZIF-67、（b）PAN纳米纤维、（c）ZIF-67/PAN纳米纤维（ZCNF前体，热解前）、（d）ZCNF（热解后）和（e,f）MZCNF纤维的SEM图像；（g,h）MZCNF的TEM图像，以及（i）C、（j）Mo、（k）Se和（l）N的元素映射。

图3.（a）CNF、ZCNF和MZCNF的XRD图谱；MZCNF的XPS光谱：（b）Se3d光谱，（c）C1s光谱，（d）Co2p光谱，（e）Mo3d光谱；（f）CNF、ZCNF和MZCNF的拉曼光谱；（g）ZCNF和（h）MZCNF的场相关磁滞回线和放大的磁滞回线（插图）。

图4.电磁参数分析。CNF、ZCNF和MZCNF的频率相关（a）介电常数实部、（b）磁导率实部、（c）介电常数虚部、（d）磁导率虚部、（e）介电损耗正切和（f）磁损耗正切。

图5.（a）CNF、（b）ZCNF和（c）MZCNF的典型Cole-Cole半圆（每个半圆代表一个弛豫过程），（d）ZCNF和MZCNF的C0-f曲线。

图6.（a,b）CNF、（c,d）ZCNF和（e,f）MZCNF的频率依赖性反射损耗。

图7.（a）MZCNF的RL曲线和厚度随频率的变化，（b）CNF、ZCNF和MZCNF的衰减常数和（c）阻抗匹配比。

图8.增强EMW吸收的原理图。