隱身材料新突破!科學(xué)家在Fe-MOF材料中發(fā)現(xiàn)微波吸收新機(jī)制
文章來源:未知 更新時間:2018-09-10 15:25:00
在各種電子設(shè)備中,要想減少電子元件之間的電磁干擾,并幫助飛機(jī)、船舶和其他軍事設(shè)備逃過雷達(dá)的監(jiān)測,都要依賴于一種特殊的材料——吸波材料,它能吸收雷達(dá)波,使反射波減弱甚至不反射雷達(dá)波,從而達(dá)到隱身的目的。而就在近日,科學(xué)界傳來令人振奮的消息,研究人員首次表明,鐵基——金屬有機(jī)骨架(MOF)具有優(yōu)異的微波吸收特性。
金屬有機(jī)骨架,簡稱MOFs,是由有機(jī)配體和金屬離子或團(tuán)簇通過配位鍵自組裝形成的多孔復(fù)合材料。它特殊的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)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(yīng)等領(lǐng)域都有著重要的應(yīng)用。
負(fù)責(zé)該項(xiàng)研究的Xiaobo Chen教授表示:“我們首次證明,鐵基金屬有機(jī)骨架(或稱Fe-MOF)具有優(yōu)異的微波吸收性能。”
許多年來,從碳材料到導(dǎo)電聚合物,再到不同種類的金屬氧化物和復(fù)合材料,科學(xué)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(xué)、上海硅酸鹽研究所、三峽大學(xué)、北京大學(xué)以及長春光學(xué)精密機(jī)械研究所等組成的研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為,他們在MOF材料中發(fā)現(xiàn)了一種新的微波干涉機(jī)制。
當(dāng)科學(xué)家們將電磁波發(fā)射到Fe-MOF材料上時,其表現(xiàn)出極大的反射損耗(可達(dá)到-54.2dB),這表示其微波吸收效率超過了99.999%。且實(shí)驗(yàn)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(dá)探測的微波頻率范圍將大幅減少。研究人員的觀察結(jié)果表明,與其他微波吸收材料不同的是,F(xiàn)e-MOF材料優(yōu)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(xiàn)象。研究人員認(rèn)為,F(xiàn)e-MOF材料內(nèi)部極性基團(tuán)的旋轉(zhuǎn),是導(dǎo)致其具有優(yōu)異微波吸收特性的一個重要原因。
Chen 表示:“這項(xiàng)工作為MOF材料開辟了一個新的應(yīng)用領(lǐng)域,同時也為微波吸收材料的構(gòu)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,F(xiàn)e-MOF材料不僅環(huán)境相容性很好,且生產(chǎn)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(dá)的探測。 |
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