传统的电磁防护织物主要依靠优良的导电性所带来的强反射实现高效的电磁屏蔽效果。然而，高反射会对环境造成二次电磁波辐射污染，同时，过高的电导率引起的阻抗失配和高反射会降低电磁吸收性能。此外，传统型防护织物还存在成本高昂、柔韧性差、加工困难等缺陷，导致其商业应用价值存在明显的局限性。

针对上述问题，我校材料科学与工程学院能源与环境材料研究院吴广磊教授团队制备了具有多功能应用潜力的Co3SnC0.7/CNF和Fe0.64Ni0.36/MXene/CNFs复合纳米纤维，可同时满足薄厚度、强吸收、宽带宽等多种电磁波防护要求。此外，纳米纤维膜特有的高柔韧性、优异抗拉强度以及良好的疏水性赋予了其用于生物纺织领域的卓越潜力。由于出色的电导损耗、丰富的极化损耗以及增强的磁损耗能力，使一维异质结构Co3SnC0.7/CNF纳米纤维复合材料展现出优异的电磁波吸收性能，最小反射损耗值（RLmin）在2.3 mm时达到了-51.7 dB，同时在2.5 mm时最大吸收带宽（EAB，RL≤-10 dB）达到7.44 GHz。对于Fe0.64Ni0.36/MXene/CNFs复合纳米纤维，由于MXene结合碳纤维构筑微传导网络改善了电子传输特性并增强了传导损耗能力，同时磁性纳米粒子通过共振效应和涡流效应引入了介磁损耗能力，使得其在2.7 mm处实现了-54.1 dB的最小反射损耗值，并且在2.1 mm的厚度下获得了7.76 GHz的最大吸收带宽。此外，Fe0.64Ni0.36/MXene/CNFs纳米纤维复合膜的高柔韧性所带来的可控形变能力，赋予了其良好的可加工性。碳化后的纳米纤维膜的表面移除了部分亲水性官能团，接触角提升至95.2°，表明其已经具备了一定的疏水性能。与前体纳米纤维膜相比，在膜厚度仅为0.15 mm的条件下，碳化后纳米纤维复合膜的杨氏模量显著增加至7.96 MPa，大幅提升了约292 %，而断裂伸长率略微降低至45.3 %。优良的多功能特性赋予了纤维膜作为生物医用织物的现实基础，为构造多种用途的可穿戴纺织品提供了必要条件。这些工作瞄准国际科技前沿和国家重大战略需求，着力围绕高性能战略纤维与智能纤维开展研究，实现了跨学科多领域的交叉融合，拓宽了新型一维纳米材料的多功能应用前景。

一维异质结构Co3SnC0.7/CNF纳米纤维的电磁波吸收机理示意图

这两项工作分别以题为“Multicomponent nanoparticles synergistic one-dimensional nanofibers as heterostructure absorbers for tunable and efficient microwave absorption（Nano-Micro Lett., 2023, 15: 13.）”和“Electrospun Fe0.64Ni0.36/MXene/CNFs Nanofibrous Membraneswith Multicomponent Heterostructures as FlexibleElectromagnetic Wave Absorbers（Nano Res, 2023,16(2):3395-3407.）”发表在期刊Nano-Micro Letters（期刊影响因子23.655）和Nano Research（期刊影响因子10.269）上。材料科学与工程学院2019级硕士毕业生王晨曦和2021级硕士研究生张硕分别为两篇论文的第一作者，吴广磊教授为通讯作者，我校为独立通讯单位。

吴广磊教授课题组长期从事新型电介质微纳米器件、电磁材料在纺织织物中的研发。近三年，在山东省高等学校青创人才引育团队项目、省优秀青年基金、省泰山学者青年专家等项目的资助下，课题组取得了一系列的重要科研成果。在2022年，课题组共计发表中科院大类一区论文20余篇，总影响因子超300。至此，所发表的全部论文SCI他引共计15000余次，H指数78，i10指数199；授权国家发明专利5项；连续两年入选全球前2%顶尖科学家榜单及全球顶尖前10万科学家榜单；担任Int. J. Miner. Metall. Mater.杂志编委和SusMat首届青年编委。

论文链接：

https://doi.org/10.1007/s40820-022-00986-3；

https://doi.org/10.1007/s12274-022-5368-1.