华南农业大学徐江涛副教授、胡传双教授团队：异质界面极化域调控构筑轻量化电磁-热管理皮肤，实现微波吸收与被动辐射制冷协同
2026/6/25 16:31:11
admin
电磁波吸收材料能够有效削弱电磁干扰，提升户外通信、环境监测和智能传感设备的运行稳定性。与此同时，长期太阳辐照带来的热积累会加速电子器件性能衰减，并进一步加剧电磁干扰对系统运行的不利影响。因此，开发兼具电磁防护与热管理功能的轻量化功能皮肤，对于保障户外电子设备长期稳定运行具有重要意义。然而，现有材料体系大多侧重于单一功能，或用于电磁波吸收，或用于热管理调控，难以在同一轻量、柔性且可表面部署的平台中实现二者兼顾。此外，高效电磁波耗散通常依赖合理的介电损耗结构，而被动日间辐射制冷则要求材料具备良好的太阳光反射和中红外发射能力。如何在同一材料体系中协调这些不同的结构与性能需求，仍是实现电磁防护与热管理协同的关键挑战。
鉴于此，华南农业大学生物质学院徐江涛副教授、胡传双教授团队联合天津师范大学李字华副教授团队，提出了一种异质界面极化域调控策略，通过静电纺丝技术构筑 BaTiO3/高岭土/PVDF 复合电纺膜。该材料以 PVDF 电纺纤维网络为柔性骨架，引入高介电 BaTiO3纳米颗粒和高岭土纳米片，在纤维内部构筑连续的多尺度异质界面极化域，实现了电磁波吸收和被动日间辐射制冷的协同集成。相关研究内容以“Heterogeneous interfacial polarization domain engineering toward lightweight skins with microwave absorption and passive radiative cooling”为题发表在期刊《Journal of Colloid and Interface Science》上。
图1 异质界面极化域调控 FKBTO 电纺膜的设计与构筑。
图2 FKBTO 电纺膜的晶体结构、化学状态与极化结构表征。
图3 FKBTO 电纺膜的 X 波段微波吸收性能。
图6 FKBTO-55 的实际电磁防护与光热抑制应用验证。
该工作通过异质界面极化域调控策略，将电磁波吸收、被动日间辐射制冷、轻量柔性和表面可部署性集成于同一电纺复合膜中。优化后的 FKBTO-55 薄膜实现了 −56.24 dB 的最低反射损耗、0.956 的中红外发射率以及12.73 ℃ 的最高户外降温效果。该研究突破了传统电磁吸收材料单一功能的限制，为户外电子设备在复杂电磁-热耦合环境下的防护提供了新的材料设计思路。未来，该异质界面极化域调控策略有望进一步拓展至柔性电子、通信基站、智能传感终端和多功能防护涂层等应用场景。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.jcis.2026.140967[1]
胡传双：教授，博士生导师，国家高层次人才特殊支持计划领军人才、全国林草科技创新领军人才、广东省特支计划领军人才、第16届丁颖科技奖获得者。主持国家重点研发项目课题、国家基金面上项目、省重点研发计划及企业委托项目等50多项。担任农业农村部农业设施新材料重点实验室主任、中国复合材料学会天然纤维复合材料专业委员会秘书长、中国木材标准化委员会结构材分委会副主任委员、广东省木竹材加工利用专委会主任委员等14项重要社会学术职务。
李字华：天津师范大学化学学院副教授，硕士生导师。研究方向包括电化学储能材料、离子/电子导电弹性材料、可穿戴能量收集器件与传感器等。近年来以第一作者/通讯作者在Adv. Energy Mater.、Adv. Funct. Mater.、Nano Energy、Chem. Eng. J.、J. Mater. Chem. A等国际知名期刊上发表SCI论文15篇，主持天津市自然科学基金1项。
徐江涛：副教授，硕士生导师，主要从事生物质复合材料、生物质材料功能化改性以及生物质资源综合利用等研究。目前主要基于纳米纤维素、木竹材等生物质材料，进行高性能SERS衬底的构筑、柔性应力传感器及电磁防护材料的设计与制备研究，致力于不断创新、开发高附加值生物质材料，主要应用于食品安全、环境安全、医疗健康等领域。主持/参与国家重点研发项目、国家自然科学基金项目、香港创新科技署项目、广东省自然科学基金、广东省林业科技创新项目等10余项。近年来在Materials Today、Advanced Science、Chemical Engineering Journal、Materials Horizons等SCI期刊发表论文60余篇，一作/通讯论文30余篇，H-index 24，申请授权发明专利5件。引用链接
[1] https://doi.org/10.1016/j.jcis.2026.140967: https://doi.org/10.1016/j.jcis.2026.140967
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