還原氧化石墨烯（rGO）海綿在高頻范圍內表現出優異的電磁吸收(MA)性能。然而，在良好的界面阻抗匹配和強介電損耗之間很難取得平衡，因此在低頻(2-4千兆赫)下實現理想的MA性能仍然是一個巨大的挑戰。這里，報道了基于不同單元形狀的rGO海綿的MA超材料。通過實驗和仿真探討了單元形狀與MA的關系。結果表明，平截錐體金字塔超材料表現出超寬帶MA；在2.4~4 0 GHz范圍內具有合適的電磁波吸收（反射損耗小于−10 dB）。在2~40 GHz頻段，平均吸收強度為−22.9 dB。強吸收帶寬可達32 GHz，吸收率達99%（−20 dB）。重要的是，即使入射角從5°增加到40 °,反射損耗也沒有明顯變化。這些都有助于良好的阻抗匹配和強大的介電損耗。這些輕質平截錐體金字塔超材料在寬帶電磁防護方面顯示出巨大的應用前景。
Figure 1. 石墨烯（rGO）海綿合成過程示意圖。
Figure 2. 不同形狀GS的a、b)照片和c)掃描電鏡圖像。
Figure 3．GO和rGO海綿的性能。a)GO和rGO海綿的密度。b，c)GO和rGO海綿的BET表面積和孔徑分布。d)不同單元形狀的rGO海綿的拉曼光譜。e)C 1s XPS光譜和f)GO和rGO海綿的碳/氧原子比。
Figure 4．a)用于RL測試的各種形狀GS超材料的照片。b)各種形狀GS超材料的RL實驗。c)當入射角從10°增加到40°時GS-fp的RL實驗。d，e)與報道的碳基、碳/磁性超材料進行MA性質比較。
該研究工作由哈工大Yibin Li和北京理工大學Yixing Huang課題組于2021年發表在Adv. Funct. Mater.期刊上。原文：Achieving Super Broadband Electromagnetic Absorption by Optimizing Impedance Match of rGO Sponge Metamaterials。
轉自《石墨烯研究》公眾號
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