还原的氧化石墨烯（rGO）海绵在高频段表现出令人兴奋的电磁吸收（MA）性能。然而，由于很难在良好的界面阻抗匹配和较强的介质损耗之间取得平衡，使得在低频（2-4 GHz）实现理想的MA性能仍然是一个巨大的挑战。

近日，哈工大Yibin Li，北京理工大学Yixing Huang报道了基于不同单元形状的rGO海绵的MA异质材料。通过实验和仿真研究了单元形状与MA性能之间的关系。

文章要点

1）将浓度为8 mg mL^-1的GO溶液倒入硅胶模具中。经−18 °C冷冻+冷冻干燥5 d后，得到GO海绵。然后用水合肼（N₂H₄）水蒸气还原GO海绵，生成不同形状的GS，制备了四种形状的GS（球体、立方体、六角棱柱和平截锥体金字塔），分别记为GS-s、GS-c、GS-hp和GS-fp。

2）结果表明，GS-fp超材料具有超宽带MA特性，在2.4~4 0 GHz范围内具有合适的电磁波吸收（反射损耗小于−10 dB）。在2~40 GHz频段，平均吸收强度为−22.9 dB。强吸收带宽可达32 GHz，吸收率达99%（−20 dB）。值得注意的是，即使入射角从5°增加到40°，反射损耗也没有明显的变化。这得益于其良好的阻抗匹配和较强的介电损耗。

这些轻质的锥体超材料在宽带电磁防护方面有很好的应用前景。

参考文献

Xianxian Sun, et al, Achieving Super Broadband Electromagnetic Absorption by Optimizing Impedance Match of rGO Sponge Metamaterials, Adv. Funct. Mater. 2021

DOI: 10.1002/adfm.202107508

https://doi.org/10.1002/adfm.202107508