中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心坐落于安徽省合肥市风景秀丽的科学岛，2008年4月30日经中国科学院批准成立，依托中国科学院合肥物质科学研究院管理（科发人教字〔2008〕133号），其前身是2005年12月20日成立的“合肥强磁场科学技术研究中心”。中心目标：发展强磁... 更多简介 +
稳态强磁场实验装置（SHMFF）是国家“十一五”重大科技基础设施，由中国科学院合肥物质科学研究院与中国科学技术大学联合承建攻关。装置于2008年启动建设，2017年通过国家验收。验收专家组一致认为，SHMFF“磁体技术和综合性能达到国际领先水平”，标志... 更多简介 +
近期，稳态强磁场实验装置（SHMFF）用户中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心盛志高研究员团队和安徽大学丁伟副教授，依托SHMFF超导磁体SM1，结合有限元仿真软件和性能表征技术，系统探究了不同维度生物碳材料的磁控取向行为及其对微波吸收性能的影响，揭示了维度特性在材料磁场响应中的关键作用，为新型高效微波吸收材料的开发提供了新方法与新思路。相关研究成果以“Dimensionality-Controlled Magneto-Alignment of Biocarbon toward Superior Microwave Absorption.”为题，在线发表于国际权威期刊ACS Applied Materials & Interfaces 。
电磁污染是电子设备普及和通信技术高速发展背景下亟待解决的环境问题，开发兼具“轻、薄、宽、强”特性的高效微波吸收材料，成为材料科学与电磁防护领域的研究热点。宏观结构中的维度与空间排列是影响材料电磁性能的关键因素，如何在保持材料本征结构的同时实现其有序排列，仍是当前该领域研究的重要挑战。研究团队以具有明显维度特性的三种生物质碳材料作为前驱体，并创新性地利用强磁场对材料进行微观结构调控。研究通过有限元模拟不同维度材料在强磁场环境中的动力学行为及其取向结构对电磁性能的影响。通过在SHMFF超导磁体SM1下进行调控，取向后的一维和二维材料的取向度参数分别达到0.7和0.84，电导率分别提升89%和742%，显著改善了材料的导电网络。在微波吸收性能方面，取向后的一维材料在2 mm厚度下有效吸收带宽（EAB）达到6.7 GHz，而二维材料在3 mm厚度下最小反射损耗（RLmin）达-44.2 dB。
该研究不仅为理解维度特性和空间排列对材料性能的影响提供了新的见解，还为开发具有优异微波吸收性能的新型生物碳材料提供了实用方法。研究成果在电磁波屏蔽、雷达吸波材料等领域具有重要的应用前景，为解决各类电磁污染问题提供了材料与技术支撑。
中国科学院合肥物质科学研究院与中国科学技术大学联合培养的博士生邱康为该工作第一作者；强磁场科学中心盛志高研究员与安徽大学丁伟副教授为通讯作者。该项研究工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国科学院合肥大科学中心协同创新等项目以及强磁场安徽省实验室的支持。
文章链接：https://doi.org/10.1021/acsami.5c24610
图1. 不同维度碳材料取向前后结构和性能（a）、不同维度碳材料的取向调控结构示意图（b）、1D材料反射损耗（c）、2D材料反射损耗（d）、3D材料反射损耗
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