隱身材料新突破!科學家在Fe-MOF材料中發現微波吸收新機制
文章來源:未知 更新時間:2018-09-10 15:25:00
在各種電子設備中,要想減少電子元件之間的電磁干擾,并幫助飛機、船舶和其他軍事設備逃過雷達的監測,都要依賴于一種特殊的材料——吸波材料,它能吸收雷達波,使反射波減弱甚至不反射雷達波,從而達到隱身的目的。而就在近日,科學界傳來令人振奮的消息,研究人員首次表明,鐵基——金屬有機骨架(MOF)具有優異的微波吸收特性。
金屬有機骨架,簡稱MOFs,是由有機配體和金屬離子或團簇通過配位鍵自組裝形成的多孔復合材料。它特殊的三維網絡結構使其具有了極大的比表面積和孔隙率,從而在氫氣存儲、氣體吸附與分離、傳感器、藥物緩釋、催化反應等領域都有著重要的應用。
負責該項研究的Xiaobo Chen教授表示:“我們首次證明,鐵基金屬有機骨架(或稱Fe-MOF)具有優異的微波吸收性能。”
許多年來,從碳材料到導電聚合物,再到不同種類的金屬氧化物和復合材料,科學家們一直致力于材料微波吸收特性的研究中。但近日由美國密蘇里大學、上海硅酸鹽研究所、三峽大學、北京大學以及長春光學精密機械研究所等組成的研究團隊認為,他們在MOF材料中發現了一種新的微波干涉機制。
當科學家們將電磁波發射到Fe-MOF材料上時,其表現出極大的反射損耗(可達到-54.2dB),這表示其微波吸收效率超過了99.999%。且實驗表明,微波吸收的最佳層厚度約為2.65毫米,如果超過該厚度,則屏蔽雷達探測的微波頻率范圍將大幅減少。研究人員的觀察結果表明,與其他微波吸收材料不同的是,Fe-MOF材料優異的微波吸收特性是來自于材料固有的電性能,而不是磁馳豫現象。研究人員認為,Fe-MOF材料內部極性基團的旋轉,是導致其具有優異微波吸收特性的一個重要原因。
Chen 表示:“這項工作為MOF材料開辟了一個新的應用領域,同時也為微波吸收材料的構筑提供了一個新的思路,甚至未來MOF會取代其他的吸波材料。”
他還指出,Fe-MOF材料不僅環境相容性很好,且生產成本低廉,僅用刷涂或輥涂的簡單工藝便能使物體躲過雷達的探測。 |
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