DOI: 10.1002/advs.202301599

随着高度集成电子和军事应用的技术进步，对轻质高效电磁波（EW）吸收器的需求持续增加。尽管基于MXene的EW吸收器已被广泛开发，但更有效的电磁耦合和更薄的厚度仍然是至关重要的。最近，出现了一种新的设计概念——有序异质材料，以解决当前材料开发面临的瓶颈。在此，本研究提出通过有序异质结构工程来组装Ti3CNTx MXenes/芳纶纳米纤维/FeCo@SiO2纳米束（FS）气凝胶（AMFS-O），其中常见的无序磁性成分转化为有序的FS阵列，从而提供更强大的磁损耗能力。实验和仿真表明，各向异性磁网络增强了对EW磁场矢量的响应，有效地改善了阻抗匹配，使反射损耗（RL）峰值向低频移动，导致匹配厚度变薄。此外，AMFS-O的温度稳定性和优异的压缩性扩展了功能化应用。厚度为3.0mm时，合成的AMFS-O在X和Ku波段（8.2-18.0GHz）实现了全波谱吸收，RLmin为-41dB，低密度为0.008g/cm3。上述结果表明，有序异质结构工程是设计高性能多功能EW吸收器的有效策略。

图1.a）由Ti3AlCN MAX制备的Ti3CNTx MXene，b）从芳纶纤维剥离的ANFs，c）FeCo@SiO2纳米束（FS）的制备过程示意图。d）ANFs/Ti3CNTx（AM），e）磁性无序ANFs/Ti3CNTx/FS纳米束（AMFS-NO），f）磁性有序ANFs/Ti3CNTx/FS（AMFS-O）的均匀水性分散体。g）Ti3CNTx纳米片和h）ANFs的TEM图像。i,j）制备的单个FS纳米束的SEM图像。k） 单根FeCo纳米线的TEM和l）HRTEM图像。m）AMFS-O气凝胶放置在狗尾草上，n）被磁铁吸引的光学照片。AMFS-O和Ti3CNTx的o）Ti2p和p）O1s高分辨率XPS光谱比较。q）FS、ANFs、Ti3CNTx MXene、Ti3AlCN MAX和A7M3FS-O的XRD图谱。

图2.a）ANFs分散体中无序FS的光学照片。b）无序气凝胶结构磁耦合以及c）“晶粒”和“晶体”的示意图。d）ANFs分散体中有序FS的光学照片。e）有序气凝胶结构磁耦合以及f）“晶粒”和“晶体”的示意图。g-i）AMFS-NO纵向截面的SEM图像。j-l）AMFS-O纵向截面的SEM图像。对应于（j）中m）Fe、n）Co和o）Si的EDS图谱，显示了FS的有序分布。

图3.对于a）A7M3、b）A7M3FS-NO和c）A7M3FS-O而言，RL值与频率和厚度的3D图。对于d）A7M3、e）A7M3FS-NO和f）A7M3FS-O而言，RL值与频率和厚度的2D等值线。g）2.8-3.4mm厚度范围内所有样品的RL曲线（低于-10dB）。h）匹配厚度随有序度增加而减小的对比图。i）厚度为2.8、2.9、3.0mm时，A7M3FS-O在8.2-18GHz范围内的RL曲线。j）本工作中A7M3FS-O的EWA性能与已报道的X波段磁性MXene基EWA材料的比较。

图4.a）所有样品的介电常数实部和虚部。c）所有样品的电导率。d）A7M3，e）A7M3FS-NO，f）A7M3FS-O的tan值。g）A7M3，h）A7M3FS-NO，i）A7M3FS-O的Z等值线。j）所有样品的磁导率实部和虚部。l）A7M3FS-NO和A7M3FS-O的C0值以及FS的表面电流模拟。波导腔中的样品放置图，m）A7M3FS-NO和n）A7M3FS-O在10.3GHz下的磁能密度（MED）模拟。

图5.a）覆盖有b）A7M3、c）A7M3FS-NO、d）A7M3FS-O的PEC基板的3D RCS图。e）所有样品在-90°至90°扫描角度范围内的RCS值。f）A7M3FS-O气凝胶在10%、20%、30%、40%、50%和60%压缩应变下的应力-应变曲线。g）对浸泡在液氮（-196℃）中的A7M3FS-O进行压缩试验。h）从0到60分钟，每隔15分钟拍摄一次A7M3FS-O的热红外图像。