本网讯（作者：余池）近日，材料科学与工程学院2023级材料化学专业本科生唐书文，以第一作者身份在材料科学领域著名期刊《SCIENCE CHINA Materials》（中科院1区Top，IF2024=7.4）上发表研究性论文“Impedance-matchable 3D MXene sponge/NiFe@NC heterostructure with tunable pores for efficient electromagnetic wave absorption and thermal resistance”。该论文系统报道了一种具有可调孔隙结构的三维MXene海绵/NiFe@NC异质结构，在高效电磁波吸收与热性能方面取得重要进展。材料科学与工程学院余池老师和曾小军老师和为该论文的通讯作者。

随着5G/6G通信技术与雷达系统的快速发展，电磁波泄漏、干扰以及设备过热等问题日益突出。电磁污染不仅影响电子设备的正常运行，还可能对人体健康造成潜在威胁。因此，开发兼具强吸收、宽频带、轻质化和热稳定的电磁波吸收材料成为当前研究的关键课题。

MXene作为一种新兴二维材料，具有优异的导电性和可调控的表面化学性能，但其本身容易因阻抗失配而导致电磁波反射，限制了其在吸收材料中的应用。针对这一问题，本文创新性地提出了一种“电磁波–孔隙匹配”机制，通过调控三维海绵模板的孔隙结构，实现了对材料阻抗行为的主动设计与频率响应调节。该研究以聚氨酯（PU）泡沫为模板，在其表面均匀负载NiFe修饰的Ti₃C₂T_x MXene纳米片，经高温热解后构建出轻质的三维多孔异质结构。该结构不仅形成了连续的MXene导电网络和均匀分布的NiFe@NC磁性纳米颗粒，实现了介电损耗与磁损耗的协同增强，还可通过调节孔隙尺寸优化特定频段下的阻抗匹配，从而获得可调的电磁波吸收性能。实验结果表明，反射损耗（R_L）低至−67.84 dB，展现出极强的电磁波衰减能力。雷达散射截面（RCS）模拟进一步证实了该材料在隐身技术中的应用潜力。此外，源自PU骨架的三维碳网络还赋予材料出色的热稳定性和阻燃性能，使其在高温或复杂环境下仍能保持结构完整与吸收效能。该工作通过孔隙结构调控与阻抗匹配设计相结合的策略，为发展下一代轻质、宽带、耐高温的电磁波吸收材料提供了新思路，在民用通信防护、航空航天隐身及电子设备热管理等领域具有重要应用前景。

图1 MXene-S/NiFe@NC异质结构合成过程示意图。

图2（a-h）扫描电子显微镜（SEM）图像；（i-l）不同聚氨酯海绵合成的MXene-S/NiFe@NC 的粒径分布；（m）MXene-S/NiFe@NC-50ppi的EDS图像。

图3 MXene-S/NiFe@NC样品的吸波性能及不同维度的性能比较

图4（a-h）雷达散射截面（RCS）仿真模型；（j）MXene-S/NiFe@NC-50ppi的阻燃性演示；（k-l）MXene-S/NiFe@NC-50ppi的隔热和热稳定性演示。