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潘国兴副教授合作，依托SHMFF超导磁体SM1及超快磁光系统，诱导低维层状材料Ti3C2Tx取向结构，实现了结构演化诱导微波吸收性能调控；揭示了强磁场诱导Ti3C2Tx纳米片取向结构的演化过程与机制。该成果以“Quantitative magnetic alignment of Ti3C2Tx MXene for enhanced microwave absorption and terahertz shielding.”为题在线发表于国际权威期刊Ceramics International。
面对复杂电磁环境中高频电子系统密集化带来的冗余辐射难题，调控材料的电磁响应以实现高效电磁耗散成为关键物理挑战。Ti3C2Tx MXene凭借其低维电子结构、高载流子浓度与结构各向异性，为研究低维体系介电极化与电磁响应提供了理想平台。然而，其本征高电导率引发显著趋肤效应，导致表面阻抗严重失配，阻碍电磁波向材料内部的进入与能量耗散。为突破这一限制，在微观尺度上引入取向结构，能够有效调控介电响应，优化阻抗匹配。然而，迄今为止，关于磁场取向MXene纳米片的报道非常有限，纯Ti3C2Tx系统中电磁参数的磁驱动取向调制研究仍处于空白。具体而言，磁场如何决定MXene纳米片取向，以及该取向演变如何决定其电磁响应的物理机制仍不明晰。
针对上述问题，研究团队以低维层状材料Ti3C2Tx为研究对象，依托SHMFF SM1原位磁场下材料合成与制备系统进行研究，证实强磁场可以有效调控Ti3C2Tx纳米片在树脂（EP）中的空间排布结构。通过系统性地调节磁场强度大小（0-6 T），可以连续准确地调节Ti3C2Tx/EP复合体系的水平取向度，最终能够达到0.74的高取向度；该研究确立了磁场强度与结构取向之间的直接定量关联。通过磁控可以显著提升关键电磁参数—包括复介电常数、电导率、衰减系数，并实现了阻抗优化。相较于未取向样品，在2 mm厚度下，优化取向样品的微波吸收性能达到5倍的提升。本研究开创性地采用磁场调控二维微结构，确立了定量结构-性能关系，为新一代电磁吸收与屏蔽复合材料的发展奠定基础。
中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心博士生张成宏为该论文第一作者；强磁场科学中心盛志高研究员与安徽大学潘国兴副教授为论文通讯作者。强磁场科学中心为第一通讯作者单位。该项研究工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目以及强磁场安徽省实验室的支持。
论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0272884226007923
图. （a）、磁取向MXene示意图（b）、2 mm厚度下不同磁场样品反射损耗图谱（c）、最小反射损耗和吸收带宽随磁场变化统计图谱
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