优化新兴材料的结构和成分以生产高效吸收体是解决电磁污染和雷达隐身问题的策略之一。近期，西北工业大学张宝亮教授团队首次将氢取代石墨二炔（HsGDY）作为功能组分，用于微波吸收材料的制备。以MnO₂纳米线为模板，依次涂覆HsGDY、聚多巴胺（PDA）和HsGDY壳层，得到了MnO₂@HsGDY@PDA@HsGDY纳米线前体。这种一维（1D）纳米线结合了多组分复合材料、多核壳结构的优点。煅烧后，得到具有多层、核壳结构的1D微波吸收体MnO@HsGDY@NC@HsGDY。HsGDY的高导电性增强了材料的介电损耗，而材料结构中的多个异质界面导致界面极化，从而产生优异的微波吸收性能。MnO@HsGDY@NC@HsGDY具有填料含量低、匹配厚度薄、微波吸收能力强、有效吸收带宽等优点。填料含量为11%时，其最小反射损耗（RLmin）可达-68.57dB（13.8GHz，2.4mm），有效吸收带（EAB）为6.7GHz。总体而言，这项工作丰富了一维材料和吸收体的类型，拓展了HsGDY的应用领域，为吸收体的设计和制备提供了参考。

图1.MnO@HsGDY@NC@HsGDY的制备过程示意图。

图2.MnO₂（a,b）、MnO₂@HsGDY（c,d）、MnO₂@HsGDY@PDA（e,f）和MnO₂@HsGDY@PDA@HsGDY（g,h）的SEM和TEM图像，MnO₂@HsGDY@PDA@HsGDY的元素分布（i）、SAED图像（j）和HRTEM图像（k）。

图3.制备的材料的XRD图谱（a）和FT-IR光谱（b）。

图4.MnO@HsGDY（a,b）、MnO@HsGDY@NC（c,d）和MnO@HsGDY@NC@HsGDY（e,f）的SEM和TEM图像，MnO@HsGDY@NC@HsGDY的HRTEM图像（g）和元素分布（h）。

图5.所得产物的XRD图谱（a）、拉曼光谱（b）、TGA曲线（c）、FT-IR光谱（d）、N2吸附-解吸等温线（e）和孔径分布曲线（f）。

图6.填料含量为11%的产物的介电常数（a）和磁导率（d）的实部、介电常数（b）和磁导率（e）的虚部、介电损耗（c）和磁损耗（f）。

图7.所得微波吸收体的3D（a-c）和2D（d）反射损耗图谱：MnO@HsGDY（a），MnO@HsGDY@NC（b）和MnO@HsGDY@NC@HsGDY（c）。获得的微波吸收体的衰减常数（e）、C0值（f）、阻抗匹配（g），以及MnO@HsGDY@NC@HsGDY在不同厚度下的有效吸收带（h）。

图8.负载量为11%的MnO@HsGDY（a）、MnO@HsGDY@NC（b）和MnO@HsGDY@NC@HsGDY（c）的ε”-ε’曲线。具有9%（d）、11%（e）和13%（f）不同负载量的MnO@HsGDY@NC@HsGDY的3D反射损耗图谱。

图9.MnO@HsGDY@NC@HsGDY的微波吸收机理示意图。

该工作以“Fabrication of multiple core-shell structures MnO@HsGDY@NC@HsGDY hybrid nanofibers for enhanced microwave absorption”为题发表在《Carbon》（DOI:10.1016/j.carbon.2023.118588）上。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.carbon.2023.118588