沈阳化工大学化学工程学院陈娜副教授在新型微波隐身材料研究方面取得重要进展。研究成果以“Hetero-interfaces strategy based on Fe₃O₄ microspheres to construct multi-band tunable and anticorrosive absorbers”为题，发表在材料领域国际高水平期刊Journal of Materials Science & Technology上。在上述研究基础上，作者再次取得原创性突破，最新成果以“Hollow engineering of core-shell Fe₃O₄@MoS₂ microspheres with controllable interior toward optimized electromagnetic attenuation”为题，发表在材料科学领域顶级期刊Advanced Composites and Hybrid Materials上。

针对Fe₃O₄吸收剂在电磁波吸收（EMA）应用中存在的吸收频带窄和环境耐受性差等关键问题，研究创新性地通过引入介电组分和构建优化异质界面，显著提升了Fe₃O₄的EMA性能并大幅度拓宽了其有效吸收带宽（EAB）。研究结果表明，Fe₃O₄微球在C和X波段表现出优异的电磁波吸收特性，在8.86 GHz处获得70.40 dB的最大反射损耗（RL），对应的EAB为5.3 GHz（5.3-10.6 GHz）。通过引入介电SiO₂或TiO₂介电层，成功实现了以下突破：（1）通过增强界面极化效应，精确调控了材料的介电常数；（2）显著提升了介电损耗能力；（3）优化了阻抗匹配特性；（4）强化了多重反射和散射效应。基于这些优势，Fe₃O₄@SiO₂复合材料在C、X和Ku波段展现出卓越的EMA性能，在2.5 mm厚度可实现11.5-18.0 GHz（6.5 GHz）的宽频吸收，完全覆盖Ku波段；而Fe₃O₄@TiO₂复合材料在3.0 mm厚度下实现了8.4 GHz的超宽EAB，性能优于多数已报道的Fe₃O₄基吸波材料。特别值得指出的是，SiO₂和TiO₂包覆层还显著增强了吸收剂的海洋环境耐腐蚀性能，使其成为兼具宽频强吸收和环境稳定性的理想EMA材料。

Fe₃O₄基电磁波吸收剂的吸波性能及衰减机制

在上述研究基础上，研究者进一步通过精确调控材料结构构建了具有内部可控空腔和壳层可调特性的空心核壳Fe₃O₄@MoS₂微球。系统研究表明，空心Fe₃O₄微球因其独特的结构特征表现出显著的铁磁共振效应，在C-X波段展现出优异的电磁波吸收性能。通过精细的结构调控，所设计的空心核壳Fe₃O₄@MoS₂微球不仅实现了在薄匹配厚度下的强吸收特性，同时具备宽频吸收优势。深入机理分析揭示，该材料体系通过Fe₃O₄核与MoS₂壳层的协同作用，产生了显著的界面极化、缺陷/偶极子极化以及多重散射效应，从而实现了良好的阻抗匹配和卓越的电磁波衰减性能。特别值得指出的是，Fe₃O₄@MoS₂-2样品在2.66 mm匹配厚度下获得-69.01 dB的最小反射损耗，当厚度为3.0 mm时，其有效吸收带宽可达8.40 GHz。本研究系统阐明了核壳结构与电磁波吸收性能的构效关系，为通过结构优化设计高性能吸波材料提供了重要的理论指导和实验依据。

空心核壳结构Fe₃O₄@MoS₂的制备示意图及微观结构表征