《Advanced Functional Materials》期刊发表顾军渭教授团队低频吸波聚二甲基硅氧烷导热复合膜的研究成果

近日，学院顾军渭教授团队在《Advanced Functional Materials》期刊在线发表题为《Shape Anisotropic Chain-like CoNi/Polydimethylsiloxane Composite Films with Excellent Low-frequency Microwave Absorption and High Thermal Conductivity》的研究论文。本研究工作以聚乙烯吡咯烷酮为形状导向剂，通过溶剂热还原法制备形状各向异性的链状CoNi低频微波吸收材料，再将其与聚二甲基硅氧烷（PDMS）基体复合制备多功能CoNi/PDMS复合膜。链状CoNi优异的形状各向异性和强烈的磁耦合效应使其在S和C波段的自然共振增强以及磁损耗能力提升。当链状CoNi低频微波吸收材料厚度为3.9 mm时，其最小反射损耗（RL_min）为-50.5 dB、低频有效吸收带宽（EAB）为1.04 GHz（2.64~3.68 GHz）。当链状CoNi的体积分数为18 vol%时，厚度为4.1 mm的链状CoNi/PDMS复合膜具有最优的低频吸波性能，其RL_min为-56.7 dB、低频EAB为1.04 GHz（2.96~4.00 GHz），远优于相同用量颗粒状CoNi/PDMS复合膜的RL_min（-9.5 dB）。同时，18 vol%链状CoNi/PDMS复合膜的面内导热系数和面间导热系数分别为2.05 W/(m·K)和0.61 W/(m·K)，约为18 vol%颗粒状CoNi/PDMS复合膜（1.36 W/(m·K)和0.42 W/(m·K)）的1.5倍，比纯PDMS（0.64 W/(m·K)和0.21 W/(m·K)）高220%和190%。这种兼具优异低频吸波性能和导热性能的多功能PDMS复合膜在5G通讯以及柔性电子设备领域具有广阔的应用前景。

学院2021级博士研究生何沐锟为论文的第一作者，顾军渭教授为论文的通讯作者。该研究工作得到了国家自然科学基金联合基金重点项目和陕西省重点研发计划的资助支持。

图1 CoNi-Ⅱ和CoNi-Ⅱ/PDMS复合膜的制备示意图（a）；CoNi-Ⅰ（b）、CoNi-Ⅱ（c）和CoNi-Ⅲ（d）的SEM照片；CoNi-Ⅱ中Co和Ni的EDS元素分布图（e）；CoNi-Ⅱ的SAED照片（f）和高分辨率TEM照片（g）

图2 CoNi-Ⅰ、CoNi-Ⅱ和CoNi-Ⅲ的介电常数（a）、磁导率（b）和损耗角正切值（c）；CoNi-Ⅰ、CoNi-Ⅱ和CoNi-Ⅲ在相应厚度下的反射损耗值（d-f）；吸波机理示意图（g-g'''）

图 3 CoNi-Ⅰ和CoNi-Ⅱ平行于或垂直于外加磁场时磁化强度图（a，a'）和模拟的归一化磁化强度图（b，b'）；模拟CoNi-Ⅰ和CoNi-Ⅱ平行于或垂直于外加磁场时的磁化过程（c-f）

图4 CoNi-Ⅱ/PDMS复合膜的吸波性能

图5 CoNi-Ⅱ/PDMS复合膜的导热性能

审核/顾军渭