数字光处理3D打印陶瓷电磁波吸收超材料

       随着电子工业的加速发展，电磁波干扰和电磁波辐射带来的环境问题日益严重，电磁吸波材料迅速受到人们的关注。具有介电常数可调、耐高温、显著的化学耐久性和优异的抗氧化性的无机陶瓷是电磁吸波材料的潜在候选材料。然而，低反射系数(RC)和宽带有效吸收的设计和优化仍然是一个巨大的挑战。材料的组成、微/纳米结构和超材料结构为调控和实现陶瓷优异的电磁波吸收性能提供了可能。特别是大约20年前出现的超材料，通过调节介电常数和磁导率的有效值，为电磁吸波材料打开了一扇新的大门，在宽频率上表现出显著的吸收性能。然而，传统的陶瓷加工，如粉末烧结，难以加工复杂的陶瓷构件超材料结构。因此，开发一种多功能、集成化的新型陶瓷超材料吸波材料是十分必要的。

       近日，西北工业大学化学与化工学院孔杰教授团队提出了一种用于数字光处理(DLP)3D打印的新型紫外光固化聚硅氧烷前驱体的方法，以制造具有复杂几何形状、无裂纹和具有线性收缩功能的陶瓷零件。在阻抗匹配、衰减和有效介质理论的指导下，研究人员设计了一种基于前驱体衍生陶瓷复介电常数的跨轴阵列超材料模型。通过DLP打印及后续的热解工艺可以成功制备相应的陶瓷超材料，在x波段即使在高温下也具有较低的反射系数和较宽的有效吸收带宽。这是一种可以推广到其他波段的通用方法，只需调整超材料的结构单元即可实现。这一策略为实现目标-设计-制造陶瓷超材料提供了一条新颖有效的途径，揭示了具有巨大应用潜力的高效宽带电磁波吸波材料的下游应用。相关研究工作发表在《Nano-Micro Letters》上。（丁雷）

      文章链接：Rui Zhou, et al,Digital Light Processing 3D?PrintedCeramic metamaterials for Electromagnetic Wave Absorption.Nano-Micro Lett(2020). https://doi.org/10.1007/s40820-022-00865-x.