西安科技大学《MT Nano》：异质结构GNS/PyC@SiBCN气凝胶，用于宽带和可调谐电磁波吸收

图1.GNS/PyC@SiBCN复合气凝胶的制备过程。

图2.不同气凝胶的微观结构。

图3.具有不同 GNS 含量 （a、b、c） 和热处理温度 （d、e、f） 的 GNS/PyC@SiBCN 气凝胶的复介电常数。

图4.GNS/PyC@SiBCN 复合材料在X波段的 RLs。

图5.具有不同GNS含量 （a–d） 和热处理温度 （e–h） 的 GNS/PyC@SiBCN气凝胶的 RCS 光谱。

图6.GNS/PyC@SiBCN气凝胶的EM波吸收机制示意图。

本研究提出了一种创新的三维多孔GNS/PyC@SiBCN 凝胶，并通过冷冻干燥、前驱体浸渍和热处理工艺成功合成了这种气凝胶。合成的气凝胶具有独特的异质结构，其特点是在导电的GNS/PyC网络骨架上均匀地涂覆了SiBCN陶瓷。这种涂层增强了材料的成型特性和阻抗匹配。实验结果表明，GNS含量和热处理温度可显著调整气凝胶的介电性能，从而有效调节吸收性能。值得注意的是，GNS/PyC@SiBCN气凝胶在3.27-3.5毫米的厚度范围内实现了优异的电磁波吸收性能，达到了-67dB 的最小反射损耗，并在X波段内表现出宽带吸收特性。这种优异的性能归功于多尺度结构（由 PyC、GNS 和 SiBCN 组成）引起的多种电磁波损耗机制，包括阻抗匹配改善、多重反射和散射、导电性损耗、界面极化和偶极极化。因此，具有异质界面的GNS/PyC@SiBCN气凝胶在宽带和可调电磁波吸收方面具有巨大潜力，为设计和开发高性能微波吸收材料提供了新的见解和方法。