中國電子元件行業(yè)協(xié)會(huì )
China Electronic Components Association
在電氣技術(shù)應用給人類(lèi)帶來(lái)生活便利性及生產(chǎn)效率提升的同時(shí)，與之相伴的電磁輻射正成為新的污染來(lái)源，無(wú)論是在軍用還是民用領(lǐng)域，電磁防護的迫切性也顯得尤為重要?！案呶?、低反射”，成為了科研人員對付電磁輻射的主要目標。
近日，浙江師范大學(xué)副教授童國秀向記者展示了一項最新基礎研究成果，一種由新型海綿狀多孔材料制成的“寬頻-輕質(zhì)-高吸收”電磁防護材料，讓電磁波反射率提升了近1倍，有望成為對抗電磁輻射的新型“武器”。
與傳統的以銀、銅等高導電反射型電磁屏蔽材料相比，童國秀研究電磁材料具有高吸收、低反射、輕質(zhì)等特性，通過(guò)多孔材料自身的結構特性，將電磁波吸收并轉化為熱能耗散，最大程度避免反射過(guò)程中造成的二次污染。
“在顯微鏡下仔細觀(guān)察，你會(huì )看到這個(gè)材料的結構與‘海綿’相似?！蓖瘒愀嬖V記者，正是得益于類(lèi)似“海綿”的多孔結構，讓電磁波進(jìn)入這些六面體不規則孔道后不斷散射，最終在材料內部完全消耗殆盡。據了解，這種新型材料具有優(yōu)異的微波吸收特性，可將電磁波90%反射損耗的頻率范圍擴大到了2-18
GHz，最大反射損耗達-60
dB，電磁波反射率提升了近1倍。
不僅如此，課題組還建立了海綿狀多孔材料的葡萄糖引導的共沉淀-燒結合成技術(shù)，實(shí)現了材料制備過(guò)程中的輕污染、低能耗。新型多孔材料的制備過(guò)程以金屬鹽、水為原料，葡萄糖為結構指示劑，比傳統材料的制備方法更為環(huán)保高效。
在經(jīng)過(guò)近五年的研發(fā)，這項基礎研究項目與去年順利完成結題。童國秀告訴記者，如今課題組正在與企業(yè)密切溝通，希望將這類(lèi)技術(shù)運用到人們的生產(chǎn)生活中去，讓電磁防護能力得到有效提升。同時(shí)，對于這類(lèi)新型多孔材料的延伸研究也已經(jīng)開(kāi)展，在剛剛立項的國家基金項目中童國秀課題組提出了研制環(huán)狀多孔材料，以突破傳統磁性材料“Snoek”極限的限制。
據介紹，設計和制備新型高效電磁波屏蔽與吸收材料是解決當前微波電磁污染問(wèn)題的有效途徑，性能優(yōu)異的微波吸收材料必需滿(mǎn)足阻抗匹配條件和強電磁波吸收或衰減特性，由于Snoek極限的限制，大幅度提高磁導率仍然是一個(gè)亟待解決的世界難題。
為此，童國秀課題組建立了一種“寬頻帶-高吸收”異質(zhì)納米磁環(huán)微波吸收劑的設計原理和微波水熱-還原工藝和水熱-還原法制備技術(shù)，探索新的微波激勵機制。課題組從環(huán)狀異質(zhì)結構的雙各向異性入手，通過(guò)控制其尺寸、層間相互作用、分布、表面和界面各向異性，能突破Snoek極限的限制，獲得“高磁導率-高介電常數”磁性材料，實(shí)驗已可以將介電常數提高4-800倍，磁導率提高3-100倍。該研究結果提供了突破Snoek極限的新方法及新的微波電磁激勵機制。
