中国团队研制出新型宽频吸波超材料

西北工业大学孔杰教授团队研制出一种基于金属有机骨架化合物（MOF）的宽频吸波超材料，有望应用于5G/6G通信、隐形技术和柔性可穿戴设备领域。相关研究成果以“Multi-Scale Design of Metal–Organic Framework Metamaterials for Broad-Band Microwave Absorption”为题发表在《Advanced Functional Materials》期刊上。

开发能够完美吸收宽频段电磁波的高性能吸波材料是实现电磁防护、解决电磁污染和实现雷达隐身的关键。为此，研究团队利用多尺度协同设计策略，成功结合MOF设计和超材料设计，研制出半导体-金属有机骨架化合物（SC-MOF）基吸波超材料。通过调控SC-MOF基吸波超材料中铜和钴的比例，可精确调谐该吸波材料的吸收峰值和带宽范围，从而获得出色的吸波性能，有效吸收带宽达6.16GHz，最小反射损耗达-61dB。在此基础上，研究团队将该材料封装于PDMS（聚二甲基硅氧烷）微胶囊中制成3D打印墨水，并利用浆料直写技术（DIW）打印出吸波器实物。测试表明，该吸波器表现出对C波段至Ku波段电磁波几乎全面覆盖的吸收效果，有效吸收带宽达11.33GHz。研究人员表示，本研究提出的多尺度材料设计方法为研制宽频吸波材料提供了新思路。