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本科生以第一作者连发两篇SCI!环化学院在电磁波吸收材料领域取得重要进展

发布日期:2026-10-12    点击:

近日,肇庆学院环境与化学工程学院2023级化学专业本科生梁镜烽同学,以第一作者身份在国际材料领域知名期刊《ACS Sustainable Chemistry & Engineering》(IF=7.6,JCR Q1、中科院一区TOP)和《Journal of Alloys and Compounds》(IF=6.7,JCR Q1)上连续发表两篇SCI研究论文,指导教师为我院陈莲芬副教授。两项成果围绕MOFs衍生碳基电磁波吸收材料的结构调控与温和制备策略展开,为高性能吸波材料的绿色、低成本开发提供了新思路。

随着电子设备与无线通信系统的快速普及,电磁干扰与电磁辐射问题日益突出,发展高性能电磁波吸收(EMW)材料在电磁兼容、国防隐身和民用电子领域均具有重要意义。现有高性能吸波材料的合成往往依赖强腐蚀试剂、苛刻反应条件或高能耗热解工艺,一定程度上限制了其规模化应用。梁镜烽同学在陈莲芬副教授指导下,针对这一关键问题开展系统研究,取得了两方面进展。

01 热调控核壳结构:超薄厚度下实现强吸收

在发表于《Journal of Alloys and Compounds》(DOI: 10.1016/j.jallcom.2026.191668)的工作中,研究团队设计并合成了核-卫星结构的NH₂-MIL-88B(Fe)@ZIF-8双MOF前驱体,通过系统调控600—900 ℃的热解温度,揭示了碳化温度对碳石墨化程度、碳/Fe₃C异质界面密度、表面缺陷浓度及金属纳米颗粒分散状态的调控规律。所得最优样品NMZ-800在匹配厚度仅为1.86 mm时,最小反射损耗达到−57.21 dB,有效吸收带宽约4.8 GHz,实现了超薄厚度下"导电损耗—界面极化损耗"的协同增强。

图1 NH₂-MIL-88B(Fe)@ZIF-8衍生碳复合材料的合成路线与吸波机理示意图(论文TOC图)

02 温和刻蚀策略:绿色工艺下的宽频吸收

在发表于《ACS Sustainable Chemistry & Engineering》(DOI: 10.1021/acssuschemeng.6c04801)的工作中,团队进一步提出一条相对温和、环境更友好的技术路线:以草酸铁钾为刻蚀试剂,对经典ZIF-67前驱体进行刻蚀,同步引入铁物种、构筑富缺陷多孔骨架与多组分异质界面,再经碳化与水相聚合包覆聚吡咯(PPy)。其中,加热刻蚀所得的hf-CoFe/C@PPy复合材料最小反射损耗达−65.77 dB,有效吸收带宽6.06 GHz;室温刻蚀所得的hp-CoFe/C@PPy在2.29 mm厚度下即可实现6.48 GHz的宽频有效吸收。机理分析表明,优异性能来源于阻抗匹配、导电损耗、界面/偶极极化、多重散射与四分之一波长相消的协同作用。

图2 ZIF-67衍生Fe掺杂碳@聚吡咯复合材料的合成路线与吸波机理示意图(论文TOC图)

03 深耕实验室:师范生的科研成长之路

据了解,梁镜烽同学自进入陈莲芬副教授课题组以来,长期坚持在实验室开展工作,从文献阅读、材料合成到结构表征与波吸收性能测试,逐步独立承担实验任务。化学专业以培养中学化学教师为主,梁镜烽同学在扎实完成师范课程学习的同时,主动投入科研训练,把课堂上学到的化学原理亲手"做"成了可以发表的研究成果,是我校本科生“崇尚学术、追求卓越”学风的生动缩影。

两篇论文的发表,不仅是对梁镜烽同学个人刻苦钻研的肯定,也是学院坚持“以本为本、科研反哺教学”的成果体现。未来,环化学院将继续为本科生参与高水平科研搭建平台,鼓励更多同学在实践中提升创新能力,把专业知识写在服务国家战略和行业需求的大地上。

本研究得到国家自然科学基金项目(22002139)、广东省普通高校重点领域专项(2024ZDZX3006)、肇庆市科技创新指导项目(250726160096936)、肇庆学院创新研究团队项目(TD202411)、肇庆学院高层次项目培育项目(gcc202604)、肇庆学院ESI学科提升计划以及大学生创新创业训练计划项目(S202510580060)的资助,特此致谢。

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