傅雅琴教授团队在高性能吸波材料上取得新成果

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朱曜峰副教授、傅雅琴教授和西南交通大学孟凡彬副教授合作在高性能吸波材料的设计上取得了突破，研究基于介电损耗型吸波材料建立的介电常数衰减评估图，借助理想介电常数关系寻求最优阻抗匹配组分，大大缩减了调节复合吸波材料阻抗匹配特性的实验周期。该项研究以“Well-matched impedance of polypyrrole-loaded cotton non-woven fabric/polydimethylsiloxane composite for extraordinary microwave absorption”为题发表在Composites Science and Technology上(DOI: /10.1016/j.compscitech.2020.108246) 。

PPy/CNFs/PDMS制备流程及微波吸收机制示意图

       该工作以“材料基因组工程”为灵感，通过分析电磁参数与电磁波衰减之间的数据关系，建立了以介电损耗型吸波材料为基础的介电常数衰减评估图，并依据介电常数衰减评估图选择聚二甲基硅氧烷（PDMS）作为阻抗匹配优化组分，采用简单的“原位聚合-真空辅助”工艺制备PPy/CNFs/PDMS复合吸波体，引入PDMS后的复合吸波体介电常数曲线接近于理想吸波材料介电常数关系曲线，其电磁波吸收性能在匹配厚度为4mm时达到-25dB，有效吸收频段覆盖整个X波段。此外，研究利用拱形法测试PPy/CNFs/PDMS复合吸波体在不同入射角度下的反射率，结果表明，当电磁波入射角度为30°时，PPy/CNFs/PDMS复合吸波体表现出优良的电磁波吸收特性，最低反射损耗达-21.2dB，相比于PPy/CNFs复合材料（最低反射损耗未达到-10dB），PDMS的引入优化了复合材料的阻抗匹配特性，进一步提高了复合材料的吸波性能。这一研究结果表明，介电常数衰减评估图的建立为开发高性能吸波材料提供了可靠的数据支持。
       该工作由我院硕士生史伊媛、博士生俞璐军在朱曜峰副教授和傅雅琴教授的指导下完成。研究工作得到了西南交大孟凡彬副教授的全程指导，以理论计算模型指导实际材料开发，加快新型高性能吸波材料的研发速率，并提高吸波材料微波吸收效率。
       论文链接：https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2020.108246


       文章来源：浙江理工大学
       傅雅琴，女，1965年4月出生，工学博士，浙江理工大学材料与纺织学院教授，博士生导师。1987年7月浙江丝绸工学院本科毕业后，进入浙江嘉兴制丝针织联合厂工作。1990年9月-1993年3月，在浙江丝绸工学院就读研究生。毕业后留校任教，从事教学和科研工作。2000年10月-2004年3月，受日本政府资助在日本京都工艺纤维大学攻读博士课程，获工学博士学位。2004年3月回国后，在浙江理工大学任教，于2005年11月晋升为教授，2006年被聘为博士生导师。已完成省部级项目近十余项，企业委托项目十余项。已获授权国家发明专利十多项，有多项成果已被企业产业化。已发表学术论文110余篇，其中SCI、EI收录期刊论文70余篇。为了培养学生的科研兴趣，本课题组积极鼓励研究生和博士生以第一作者发表论文，近5年来，本课题组以硕士研究生为第一作者发表的期刊论文20余篇，以硕士研究生为第一发明人的申请专利10余项。
       朱曜峰，男，1984年生，工学博士，硕士生导师，日本复合材料学会会员。2013年3月毕业于日本国立信州大学（智能材料工学），获工学博士位。2013年6月进入浙江理工大学材料与纺织学院从事科研与教学工作。2016年1月被聘为硕士生导师。主要从事导电高分子、电磁功能化杂化材料及纤维复合材料及界面。主持国家自然科学基金（青年项目）、浙江省自然科学基金项目（青年项目）、教育部重点实验室优秀青年基金、浙江省重中之重学科中青年骨干人才培养基金、以及企业合作项目等多个项目；参与国家自然科学基金（面上项目和青年项目）数项。以第一作者在ACS Applied Materials & Interfaces、RSC Advance、SyntheticMetals、Journal of Nanoparticle Research等国际知名期刊上发表多篇SCI论文。担任多个SCI期刊学术期刊如J.Mater. Chem.、ACS Appl. Mater. & Interfaces、RSC Adv.等的特邀审稿人。