空心微球表面定向组装磁性金属纳米阵列及其吸波性能研究

吸波材料在军民两用领域发挥着重要的作用。吸收剂是吸波材料的关键。它对吸波材料能否实现"薄、轻、宽、强"的发展目标具有非常重要的影响。因此，新型吸收剂的开发是吸波材料研究的重点。作为新型吸收剂之一，纳米磁性金属/空心玻璃微球复合材料具有极为优异的综合性能，有望在吸波材料领域获得广泛的应用。但是，吸波性能相对较低限制了它的进一步发展。为此，本项目拟以磁性金属纳米阵列取代传统的纳米颗粒膜，以改善该复合吸收剂的电磁波吸收性能。具体而言，主要以种子辅助－自催化还原法在空心玻璃微球表面定向组装磁性金属纳米阵列，研究和确定相关反应机理，揭示该复合吸收剂的结构与电磁波吸收性能间关系，并掌握其调控机制。该项目的研究，不但可制备出综合性能更为优异的复合吸收剂，还可进一步揭示磁性金属纳米组装的形成机制，推动纳米磁性金属学的发展，为新型磁性金属纳米器件的设计和应用开发提供有益的理论指导。

新型电磁波吸收剂的开发是吸波材料研究的重点，它对吸波材料能否实现“薄、轻、宽、强”的发展目标具有非常重要的影响。作为新型吸收剂之一，纳米磁性金属/空心玻璃微球复合材料具有极为优异的综合性能。但是，吸波性能相对较低限制了它的进一步发展。为此，本项目拟以磁性金属纳米阵列取代传统的纳米颗粒膜，以改善该复合吸收剂的电磁波吸收性能。具体而言，主要以种子辅助－自催化还原法在空心玻璃微球表面定向组装磁性金属纳米阵列。研究过程中，在制备出综合性能优异的空心玻璃微球，并对其进行表面预处理研究的基础上，开展了镍、钴、镍钴合金、四氧化三铁等多种磁性材料在微球表面组装的研究，获得了纳米锥、纳米线、纳米片阵列等复合结构的系列微球，明确了其中的相关组装机制。制备出的密度为0.72g/cm3的表面组装钴镍合金纳米线的复合微球吸收剂，以其制备的吸波涂层在厚度约2mm时，在8-10GHz的电磁波频率范围内，电磁波反射损失小于-15dB。研究结果表明，利用种子辅助－自催化还原法制备的纳米阵列复合微球型吸收剂具有轻质、高效的特性，有望成为一种综合性能优异的复合吸收剂。另外，该项目研究过程中所揭示的磁性金属纳米组装机制，也有望为新型磁性金属纳米器件的设计和应用开发提供有益的理论指导。