图1： 合成与结构演化示意：通过“静电纺丝→水热→配体转化→硒化”将二维 FeNi-LDH 片层依次转化为一维 MOF 棒、并在碳纤维上形成三维“珊瑚状”多孔网络与零维Ni₀.₈₅Se–Fe₇Se₈纳米颗粒协同分布，同时设置不同维度对比样以凸显多维结构优势。

 研究亮点

1、多维结构协同提升吸波性能

• 论文通过0D纳米颗粒、1D碳纤维、2D层状前驱体与3D珊瑚状多孔结构的叠加，构建了多维度协同吸波体系。

• 不同维度的材料在极化损耗、导电损耗、多重散射和界面极化上各有优势，组合后形成显著的协同效应。

2、极化弛豫显著增强

• 在2.2 mm匹配厚度下，最小反射损耗（RLmin）可达 −52.93 dB，有效吸收带宽（EAB）在2.0 mm 厚度下可覆盖 7.12 GHz。

• 在轻量、低厚度的条件下实现了宽带与强吸收的双优表现。

3、耐腐蚀与环境稳定性

• 在 3.5% NaCl模拟海水环境中测试，Ni₀.₈₅Se–Fe₇Se₈@CFs 仍保持较高的腐蚀电位和电化学稳定性。

• 展示了其在复杂服役条件下的应用潜力。

  方法创新

1、分级合成路线

• 静电纺丝：制备碳纳米纤维基底并引入Ni纳米颗粒。

• 水热生长：在纤维表面生长FeNi-LDH层状结构。

• MOF 转化：配体反应将LDH转化为1D剑状MOF晶体。

• 硒化处理：最终通过水热硒化，得到Ni₀.₈₅Se和Fe₇Se₈双金属硒化物。

整个过程实现了2D → 1D → 3D+0D 的维度进化。

2、结构–性能关系揭示

• Raman、XPS证明硒化物样品石墨化程度更高，缺陷更少，导电性更好。

• TEM/HRTEM显示了多维纳米晶格分布与异质界面特征。

• 电磁参数分析揭示：导电损耗、界面极化、偶极极化、磁共振和涡流损耗多机制协同，是吸收性能大幅提升的根本原因。

3、机理建模

作者建立了多机制协同的吸收模型，解释了多维结构如何通过延长传播路径 + 多重散射 + 界面极化 实现增强的极化弛豫。

图2： 结构与成分表征总览：XRD 确认 Ni₀.₈₅Se与Fe₇Se₈相的生成，FTIR/Raman 显示石墨化提升与缺陷调控，XPS 解构 Ni/Fe/Se/C/N 的价态与界面化学，为后续介电/磁响应与极化弛豫提供证据。

 

图3： 电磁参数与电化学稳定性：介电常数与损耗角、涡流系数与衰减常数表明强导电/极化损耗与良好阻抗匹配，OCP/Tafel/EIS 进一步证明材料具备较高电荷转移动力学与耐腐蚀性。

 

图4： 吸波性能与RCS仿真：不同厚度下实现深谷反射损耗与宽EAB的协同优化，阻抗匹配热图与RCS仿真表明在薄层条件下即可获得有效电磁波入射与散射削减。

 

图5： 机理示意图：多维（0D/1D/2D/3D）协同结构通过导电损耗、界面/偶极极化、磁共振与多重散射共同增强极化弛豫，实现对电磁波的高效耗散与宽频吸收。

总结与展望

通过静电纺丝—水热—硒化的多维结构设计，研究团队成功制备出 Ni₀.₈₅Se–Fe₇Se₈@CFs双金属硒化物纳米复合材料，实现了−52.93 dB 的极低反射损耗与 7.12 GHz 的超宽吸收带宽，并展现出优异的阻抗匹配与环境稳定性。这一成果不仅揭示了“多维协同”在极化弛豫与电磁波耗散中的关键作用，也为电磁污染防护、航空航天隐身、通信设备电磁兼容以及柔性电子等前沿领域的应用提供了新的解决路径，推动了高效电磁波吸收材料向实际工程化迈进一步。

文章来源：https://doi.org/10.1002/adfm.202502261