引言：激光探测技术的进步促使多波段激光器与多功能应用相结合。研究中已同时使用 1064 nm 和 1540 nm 波长进行探测 ^[1]。因此，单波长激光抑制材料已无法满足当前需求，开发多波长激光抑制材料具有重要意义。目前，激光抑制材料主要包括有机材料、无机陶瓷材料、光子晶体和超材料^[2]。其中，无机陶瓷材料具有更优异的热稳定性和制备简便性^[3]。 激光抑制材料需要在特定波长（如 1064 nm、1540 nm）具有特征光谱吸收，在这些波段附近呈现低反射率光谱特性 ^[4]。研究表明，通过元素掺杂和形貌调控可以有效优化材料的激光抑制性能 ^[5]，从而满足复杂的应用需求。当前已有大量针对 1064 nm 的激光抑制材料的研究，但可同时实现 1064 nm 和 1540 nm 双波段激光抑制的研究相对有限。

近日，来自南京工业大学材料科学与工程学院王丽熙教授、候翼教授团队等人在《Journal of Materials Science: Materials in Electronics》期刊发布了题为“Electrospinning preparation of ErFe0.95Co0.05O3 nanofibers for dual-band laser absorption”（静电纺丝制备ErFe0.95Co0.05O3纳米纤维用于双波段激光吸收）的最新研究成果。该团队通过静电纺丝技术成功制备了具有双波段激光吸收性能的ErFe0.95Co0.05O3纳米纤维，实现了在1064 nm和1540 nm波段的低反射率。这一成果为开发新型多波段兼容激光抑制材料提供了重要参考，或可推动了激光隐身材料的发展。

1. ErFe0.950.95​Co0.050.05​O33​ 纳米纤维的制备

该研究采用静电纺丝法结合分步热处理工艺成功制备了ErFe0.950.95​Co0.050.05​O33​纳米纤维，见图1。具体过程首先将硝酸铒、硝酸铁和硝酸钴按化学计量比溶解于DMF/乙醇混合溶剂中，加入PVP搅拌形成纺丝溶液。通过优化静电纺丝参数（电压18 kV/8 kV，流速0.015 mL/min，接收距离18 cm）获得前驱体纤维。随后进行阶梯式热处理：160℃干燥1小时后，依次在400℃（2 h）、750℃和最终800-950℃（2 h）煅烧。研究发现在850℃煅烧2小时可得到形貌完整、直径约110 nm的均匀纤维（图2b），而温度过高（如950℃）会导致纤维熔融断裂（图2d）。XRD分析证实850℃处理的样品与ErFeO33​标准卡片（JCPDS 74-1480）完全匹配，且煅烧时间不足时会出现Er22​O33​和Fe33​O44​杂质相。TG-DSC曲线显示前驱体在800℃后完全分解为无机氧化物，为热处理工艺提供了理论依据。

2. ErFe0.950.95​Co0.050.05​O33​ 纳米纤维的表征

通过多尺度表征系统分析了材料的物化特性。SEM显示优化条件下（850℃-2h）的纤维形成三维网络结构，TEM进一步证实纤维由Er、Fe、Co、O元素均匀分布（图3e-h），高分辨像显示0.151 nm晶面间距对应（230）晶面（图3c）。XPS分析揭示了各元素的化学状态：Er3+3+（167.99 eV）、Co2+2+（779.93 eV）以及Fe3+3+/Fe4+4+混合价态（710.12 eV/712.20 eV），同时检测到氧空位信号（531.28 eV）（图4b-e）。EPR测试在g=2.0047处的特征峰进一步验证了氧空位存在（图4f），这些缺陷结构有助于增强光吸收。元素定量分析显示实际成分为Er（18.09 at%）、Fe（15.63 at%）、Co（0.35 at%）和O（65.93 at%）（图3a），与设计配比基本一致。值得注意的是，纤维直径分布统计表明煅烧温度对尺寸的影响比保温时间更显著（图5）。

材料在1064 nm和1540 nm双波段展现出卓越的激光吸收性能。反射光谱显示850℃处理的样品在两个目标波长反射率分别低至22.28%和33.72%（图6b），显著优于固相法样品（22.16%@1064nm，35.63%@1540nm）（图7）。这种性能提升主要源于三个机制：首先，纳米纤维的三维网络结构通过多次光散射延长了光程；其次，纤维的能级跃迁提供了本征吸收；第三，Co掺杂诱导的Fe3+3+/Fe4+4+混合价态和氧空位增强了电荷转移吸收。研究还发现纤维形貌对吸收峰形有重要影响——与固相法制备的块体材料相比，纳米纤维使1540 nm吸收峰明显展宽（图7a），这归因于表面效应和多重散射。热稳定性测试表明材料在高温下仍保持稳定，可以满足实际应用需求。

综上所述，综上所述，本研究采用静电纺丝法结合适当的热处理工艺制备了ErFe₀.₉₅Co₀.₀₅O₃纳米纤维，以调控材料的形貌。这些纤维独特的纳米尺度结构以及多根纤维形成的三维网络，提高了入射光的吸收效率，从而降低了材料在 1064 nm 和 1540 nm 波长处的反射率。本研究通过考察材料的微观形貌和光谱反射率，阐明了其在多波段激光抑制中的潜在应用。
通过本研究可以看到，静电纺丝技术凭借制造高比表面积、可调控性形貌的纳米纤维，用来制备激光吸收材料，其实，该技术还可以广泛应用于研究制备电磁波屏蔽及吸收材料、军事防护服、柔性传感器等等。佛山微迈科技自主研发的静电纺丝生产线MN120，多针头下纺，搭载多模块智能操作系统以及精准控温控湿系统，1200mm大幅宽，可24小时不间断生产多材料复合型材料，是各类新型材料的研究制备乃至工业级量产首选。

文献来源;https://doi.org/10.1007/s10854-025-14990-x
引用来源：
[1]A. Lavrov, A.B. Utkin, R. Vilar, A. Fernandes, Application of lidar in ultraviolet, visible and infrared ranges for early forest fire detection. Appl. Phys. B: Lasers Opt. 76, 87–95 (2003)
[2]V. Molebny, G. Kamerman, O. Steinvall, Laser radar: from early history to new trends, Electro-Optical Remote Sensing, Photonic Technologies, and Applications IV, SPIE, pp. 9–38 (2010)
[3]T. Wendusu, T. Yoshida, N. Masui, Imanaka, Novel environmentally friendly inorganic red pigments based on calcium bismuth oxides. J. Adv. Ceram. 4, 39–45 (2015)
[4]M. Luo, X. Li, Z. Zhang, H. Ma, T. Du, X. Jiang, Z. Zhang, J. Yang, Tunable infrared detection, radiative cooling and infrared-laser compatible camouflage based on a multifunctional nanostructure with phase-change material. Nanomaterials (Basel) 12, 2261 (2022)
[5]Y. Xia, F. Zhao, Z. Cheng, Z. Li, B. Xu, Electrospinning preparation of hollow porous Sn0.84Sm0.08Sb0.08O2 micro/nano fibers and their multispectral compatible stealth properties. Ceram. Int. 48, 32226–32235 (2022)