碳线圈阵列的无催化剂制备与微波吸收性能

轻质高性能碳基吸波材料的高效低成本制备是一个巨大的挑战。研究以生物质体内的维管束为模板，在无催化剂条件下成功制备了一种新型碳微米线圈阵列吸波剂。这种碳微米线圈阵列由碳微米线圈取向排列而成，包含有大孔通道、螺旋狭缝孔以及表面微孔构成的分级多孔结构。这种独特的多孔阵列结构体现了良好阻抗匹配性，有利于入射电磁波充分进入吸波体内部，增大电耦合和磁耦合作用面积，同时增加电磁波的反射和散射损耗路径，有利于电磁波吸收损耗。碳线圈表面富氧官能团提高了丰富的极化中心，增强了微波吸收的极化损耗。吸波性能结果表明，碳微米线圈阵列是一种轻质、强吸收的微波吸收体，在填料比为10%(质量分数)时，其最大有效吸收带宽(f_e)可达5.5 GHz;而填料比为15%(质量分数)时，最大反射损耗(RL_min)为-45.09 dB。这种维管束基碳线圈阵列的无催化剂制备方法可以在其他生物质中应用。