磁性固定作用与多尺度极化效应增强了富空位的CoFe2O4/木质素衍生碳纳米纤维复合材料的微波吸收性能

《Advanced Fiber Materials》：Magnetic Pinning and Multi-scale Polarization Enhance Microwave Absorption of Vacancy-Rich CoFe2O4/Lignin-Derived Carbon Nanofiber Composites

碳基电磁波吸收材料研究：通过CoFe2O4磁性纳米颗粒与木质素衍生碳纳米纤维的复合结构，实现磁极化和多尺度极化协同效应，三维导电网络促进导电损耗，磁性颗粒间强耦合增强磁损耗。最佳样品在2.08mm厚度下实现-49.25dB反射损耗，有效带宽6.54GHz覆盖全Ku波段，为生物质资源化制备新一代碳基吸波材料提供新路径。

　　

摘要

开发具有成本效益和高性能的碳基电磁波（EMW）吸收剂引起了广泛关注，而实现材料与可调磁性和介电特性的完全阻抗匹配仍然是一个挑战。在这项研究中，研究人员制备了一种新型的EMW吸收材料——富空位的CoFe₂O₄/木质素衍生氮掺杂碳纳米纤维复合材料（CFO@LCF）。该材料通过封装的CoFe₂O₄颗粒的尺寸调制产生的级联效应，实现了磁固定和多尺度极化的协同作用，同时利用CoFe₂O₄和木质素衍生碳中的缺陷来增强EMW的耗散。此外，三维（3D）互连的导电碳纳米纤维网络进一步促进了导电损耗；同时，颗粒间的强磁耦合和固定效应也增强了磁损耗。具体而言，最优的CFO@LCF样品在2.08毫米的匹配厚度下表现出优异的EMW吸收性能，最小反射损耗为-49.25 dB，有效吸收带宽达到6.54 GHz，覆盖了整个Ku波段。这种优异的性能不仅证实了其应用潜力，还为下一代碳基EMW吸收剂的发展提供了一种创新的生物质增值途径。

图形摘要

开发具有成本效益和高性能的碳基电磁波（EMW）吸收剂引起了广泛关注，而实现材料与可调磁性和介电特性的完全阻抗匹配仍然是一个挑战。在这项研究中，研究人员制备了一种新型的EMW吸收材料——富空位的CoFe₂O₄/木质素衍生氮掺杂碳纳米纤维复合材料（CFO@LCF）。该材料通过封装的CoFe₂O₄颗粒的尺寸调制产生的级联效应，实现了磁固定和多尺度极化的协同作用，同时利用CoFe₂O₄和木质素衍生碳中的缺陷来增强EMW的耗散。此外，三维（3D）互连的导电碳纳米纤维网络进一步促进了导电损耗；同时，颗粒间的强磁耦合和固定效应也增强了磁损耗。具体而言，最优的CFO@LCF样品在2.08毫米的匹配厚度下表现出优异的EMW吸收性能，最小反射损耗为-49.25 dB，有效吸收带宽达到6.54 GHz，覆盖了整个Ku波段。这种优异的性能不仅证实了其应用潜力，还为下一代碳基EMW吸收剂的发展提供了一种创新的生物质增值途径。

图形摘要