花状双金属Co/Ni@CuBTC增强环氧树脂电磁波吸收与阻燃性能：雷达隐身、防火安全及热管理一体化解决方案

推荐：针对智能装备在消防救援及反恐领域对兼具雷达波吸收与防火安全外壳材料的迫切需求，研究人员通过设计花状双金属Co/Ni@CuBTC（ACM）纳米填料，开发出多功能环氧树脂（EP）复合材料。该材料在3 mm厚度下对11.5 GHz电磁波（EMW）吸收率达-42.25 dB，雷达散射截面（RCS）模拟中实现-40.2 dB的全向波耗散；含5 wt% ACM的EP复合材料可屏蔽手机（800 MHz）和蓝牙信号（2.4 GHz）。3 wt% ACM-3的EP复合材料峰值热释放率（pHRR）降至811.2 kW·m-2（较纯EP降低39.5%），并通过UL-94 V-1级阻燃测试，导热系数（λ）提升21.9%至0.811 W·m-1·K-1，为无人消防及反恐装备提供了一体化解决方案。

　　

在智能消防机器人、无人机等装备快速发展的今天，传统环氧树脂（EP）外壳面临两大致命短板：一是易燃性导致高温环境下的安全隐患，二是电磁波（EMW）几乎无衰减穿透的特性使其无法满足雷达隐身和抗干扰需求。这两大问题严重制约了EP在反恐救援等特殊场景的应用。针对这一挑战，国内蓝星新材料有限公司合作团队创新性地设计了一种花状双金属Co/Ni@CuBTC（ACM）纳米填料，通过结构-功能一体化策略，成功赋予EP复合材料电磁波吸收、阻燃和热管理三重性能，相关成果发表于《Polymer》。

研究团队采用金属有机框架（MOF）模板法合成ACM，通过扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）等技术表征其形貌与组分，利用锥形量热仪（CCT）和矢量网络分析仪（VNA）分别评估阻燃性与电磁参数，并结合雷达散射截面（RCS）模拟验证实际应用效果。

材料表征与形成机制
SEM显示ACM-3呈现20-30 nm的球形花瓣状结构，XRD证实其由CuBTC衍生碳骨架与Co/Ni纳米颗粒组成。这种多级结构通过增加界面极化位点（介电损耗）和磁性组分（磁损耗）协同提升EMW吸收效率。

电磁波吸收性能
含3 wt% ACM的EP复合材料在3 mm厚度下对11.5 GHz EMW反射损耗达-42.25 dB，有效吸收带宽（RL<-10 dB）覆盖8.2-14.1 GHz。RCS模拟显示其在-180°至180°方位角均保持-40.2 dB的波耗散水平，5 wt% ACM的EP复合材料可完全屏蔽800 MHz-2.4 GHz频段信号。

阻燃与热管理性能
ACM中Co/Ni双金属催化EP碳化形成致密炭层，使EP/ACM 3%的pHRR降低39.5%至811.2 kW·m^-2，UL-94测试达V-1级。同时，ACM的三维导热网络使复合材料λ值提升21.9%至0.811 W·m^-1·K^-1，显著降低热积聚风险。

该研究通过精准设计ACM的组分（Co/Ni催化活性）与形貌（花瓣状多界面），首次实现EP材料在毫米级厚度下同时满足军用级雷达隐身（X-Ku波段）、民用信号屏蔽（Sub-6 GHz）和工业阻燃标准（UL-94 V-1）。其"填料-基体"协同作用机制为开发下一代智能装备多功能外壳提供了范式，尤其适用于需隐蔽行动且高温高危的消防、反恐场景。Xiang Dong团队指出，未来可通过调控MOF模板的金属配比进一步优化ACM的电磁-阻燃协同效应。