近日，齐鲁工业大学（山东省科学院）轻工学部、环境领域全国重点实验室孔凡功教授团队在材料领域国际知名期刊《AdvancedComposites and Hybrid Materials》（中科院一区，TOP期刊，影响因子23.2）上，发表了题为“The synergistic effect of hybridization-micro/nano-structuraldesign on the Ti3C2Tx MXene@CoFe-MOF@chitosanheterojunction enhances the absorption of electromagnetic waves”（杂化-微纳结构的协同效应对电磁波吸收性能的影响）的最新研究论文，齐鲁工业大学（山东省科学院）为论文唯一单位，轻工学部2021级硕士研究生彭庆港为论文第一作者，孔凡功、王守娟教授为论文通讯作者。
随着电磁波（EMWs）技术在国防通信、高精度医疗设备及智能家居等领域的深度渗透，电磁污染已成为继大气、水质污染后的新型环境挑战。尤其在高集成电子器件微型化与航空航天装备轻量化趋势下，传统吸波材料面临双重困境：一方面，材料厚度与重量难以满足“轻如蝉翼”的工程需求；另一方面，单一损耗机制导致宽带吸收性能与阻抗匹配难以协同优化。如何突破“强衰减-弱匹配”的性能壁垒，开发兼具超轻、宽频覆盖及环境自适应性的新一代吸波材料，成为全球功能材料领域的攻关焦点。
图. TMC碳气凝胶的设计和电磁波吸收机制示意图
本研究通过创新性协同调控杂化填料与微纳结构，成功开发出Ti3C2TₓMXene@CoFe-MOF@CS（TMC）碳气凝胶。该材料基于异质界面极化与电磁协同效应，实现电磁波吸收性能的突破性提升：在超低密度（35.09 mg/cm³）条件下，经900 oC热处理的TMC900展现出-50.95 dB的极限反射损耗及6.1 GHz的有效吸收带宽，覆盖90%以上微波频段。此外，其独特的微纳多孔网络赋予材料卓越的隔热性与阻燃性，突破了传统吸波材料在极端环境应用的局限性。研究揭示了杂化填料-结构协同作用机制，提出“异质界面电容效应”与“多级散射衰减”理论，为高性能电磁功能材料的结构设计提供了全新范式。
本研究得到国家自然科学基金项目（22478208）、济南市高校20条创新团队项目（202228073）、山东省科教产融合试点项目（2024ZDZX01）等项目的支持。
链接：https://doi.org/10.1007/s42114-025-01305-1
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