仿生海胆状(BNf/BNNS)@C分级多孔气凝胶的构建及其电磁波吸收性能的协同增强机制

本文创新性地通过调控冷冻温度构建仿生海胆状(BNf/BNNS)@C分级多孔气凝胶，实现了电磁波吸收性能的突破性提升。该材料通过海胆状分级孔结构（多重反射散射）与异质组分（界面极化损耗）的协同作用，在2.5mm厚度下获得7.2GHz有效吸收带宽，4mm厚度时反射损耗(RL)达-47.69dB，为轻量化高效吸波材料的设计提供了新范式。

　　

Highlight

受自然界海胆独特的光接收增强结构启发，本研究成功构建了具有增强电磁波吸收性能的仿生海胆状(BN_f/BNNS)@C分级多孔气凝胶。

Materials and methods

如图1所示，将三聚氰胺和硼酸溶液在90°C搅拌4小时后，通过特定温度冷冻干燥获得前驱体，再经1100°C氮气氛围煅烧制得海胆状BN气凝胶基底。

Microstructure and composition of composites

冷冻温度显著影响海胆结构尺寸：-10°C时形成大尺寸松散结构（图2a），-80°C则产生致密微纳分级孔（图2f）。这种"刺突-球体"仿生构型可类比海胆的光学增强机制，通过多尺度孔隙梯度实现阻抗渐变。

CONCLUSIONS

该工作通过浸渍-退火技术构建的仿生气凝胶展现出卓越的电磁波吸收特性。海胆状分级孔促进电磁波多重散射，核壳异质结构引发界面极化，二者协同作用使材料兼具宽频带（7.2GHz）与强吸收（-47.69dB）特性。