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AELM | 闽江大学/福州大学钟舜聪、福州大学吴明红院士、华东理工大学涂善东院士团队:2D材料赋能雷达吸波材料 |
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研究背景:
雷达隐身技术是下一代空中优势的关键,需要将外形隐身与材料隐身相结合,以最小化雷达散射截面积(RCS)。雷达吸波材料(RAMs)能够有效衰减入射的电磁波,对于克服外形隐身在气动性能上的妥协至关重要。但传统RAMs的性能主要受限于其厚度和填料形貌。2D材料的出现,凭借其独特的层状结构、可调的电子性质、极低的密度和超大的比表面积,为材料隐身带来了革命性机遇。

文章概述:
闽江大学/福州大学钟舜聪、福州大学吴明红院士、华东理工大学涂善东院士团队,福州大学吴明红团队等系统综述了2D材料在雷达吸波领域的最新研究进展,重点介绍了2D材料赋能RAMs的吸波增强和调制方法,包括多孔形貌、异质界面、打印超材料和可调谐超表面结构调控策略,并概述了现有挑战和展望了未来发展。
图文导读:

图1.2D材料赋能RAMs的吸波增强和调制方法
作者们首先系统梳理了2D材料在雷达吸波领域的基础电磁波损耗机制,重点分析了衰减损耗、阻抗匹配和相消干涉三大核心原理,并深入阐释了不同2D材料(石墨烯、MXene、TMDCs、黑磷、h-BN)的电子能带结构对导电率及损耗机制的差异化贡献,推荐采用Drude-Smith模型描述实际含有表面缺陷的2D材料填料的频率相关电导率。之后,作者们结合理论分析与实验数据,系统概述了四种吸收增强策略(多孔形态、异质界面、印刷超材料和可调谐超表面)各自的主导物理机制、适用频段及性能优势,并对各策略的制备复杂度和可扩展性进行了横向对比评估。最后,作者们分享了该领域当前面临的挑战及未来机遇,例如实验室级别的高性能RAMs往往成本高昂、工艺复杂,批次间2D材料片径尺寸、缺陷密度等因素的一致性难以保证,亟需建立定量的合成-结构-性能关系数据库,并结合AI辅助反向优化配方与微观结构;MXene在湿热环境中易被氧化导致电导率急剧下降,对于极端环境可考虑选用h-BN作为保护性封装层或耐高温陶瓷基体材料,并通过加速老化实验建立寿命预测模型;当前RAMs正从单一隐身功能向结构承载、热管理、环境耐候及智能感知等多功能集成平台演进,这需要突破力电热耦合、红外-微波多频谱兼容性等核心难题。另外,作者们还从大规模可控制备、长期环境可靠性以及多功能一体化三个方面展望了2D材料赋能RAMs的未来发展路径,指出其将朝着电磁结构与功能深度融合、低成本数字化卷对卷制造及智能自适应蒙皮的方向持续演进。
论文信息:
2D Materials Empowered Radar Absorbing Materials: A Review
Yujie Zhong, Shuncong Zhong*, Yi Huang, Shan-Tung Tu, Minghong Wu*
Advanced Electronic Materials
DOI:10.1002/aelm.202500865
原文链接:https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aelm.202500865
期刊简介:

Advanced Electronic Materials重点发表物理:应用、材料科学:综合、纳米科技相关方向的文章。该期刊是一个跨学科论坛,在材料科学,物理学,电子和磁性材料工程领域进行同行评审,高质量,高影响力的研究。除了基础研究外,它还包括电子和磁性材料、自旋电子学、电子学、器件物理学和工程学、微纳机电系统和有机电子学的物理和物理性质的研究。

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