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南开大学《AFM》:还原氧化石墨烯/VO2复合气凝胶的智能开关微波吸收性能

 

放大字体  缩小字体 发布日期:2022-07-26  浏览次数:485
南开大学黄毅教授团队在《Adv Funct Mater》期刊发表名为“Intelligent Off/On Switchable Microwave Absorption Performance of Reduced Graphene Oxide/VO2 Composite Aerogel”的论文,研究首次开发出具有关/开可切换MA性能的还原氧化石墨烯/VO2复合气凝胶,其可开关机制源于VO 2独特的相变行为。随着温度升高 (>68 °C),VO 2显示了从单斜晶相到金红石相的相变,伴随着气凝胶的电导率及其介电常数的显着变化,从而导致MA的开关性能。特别是,随着温度的升高,不同的复合气凝胶可以分别实现“开-关”和“关-开”两种不同的开关模式,并且这种可开关的MA性能也证实了良好的循环稳定性。更重要的是,在开关过程中,有效吸收带 (ΔEAB) 和 RL 值 (ΔRL) 的最大变化可高达 7.27 GHz 和 49 dB,超过了目前的大多数报道。此外,在飞机上进行了RCS仿真,验证了这种智能MA性能,从而为各个领域的下一代智能电磁设备提供了有用的指导。

图1、(a) 3-氨基丙基三乙氧基硅烷 (APTES)对 VO2的表面修饰,(b) 通过溶剂热反应将 VA和GO溶液组装成复合气凝胶

图2、GF(a-b)、G/VA-100(c-d) 和 G/VA-300(e-f) 的 SEM 图像。

图3、G/VA-300(300 °C 退火)在 a 1 ,a 2 ) 4 mm, b 1 ,b 2 ) 4.3 mm 和 c 1 ,c 2 ) 5 mm处的温度相关 MA 性能和相应的 EAB 值; d 1 ,d 2 ) 与温度相关的 MA 性能和 2.82 mm 处的最小 RL 值;e,f) 在原位加热 (120 °C) 和冷却 (30 °C) 过程中 5 mm 处测试的 MA 性能 5 个循环。

图4、G/VA-300(未退火)在 a 1 ,a 2 ) 3 mm, b 1 ,b 2 ) 4 mm, c 1 ,c 2 ) 5 mm处的温度相关 MA 性能和相应的 EAB 值,温度-在 d 1 ,d 2 ) 5.8 mm处的 MA 性能和最小 RL 值;实时可调 MA 材料的最大 e) ΔEAB 值和 f) ΔRL 值的比较。


图5、a) F16 飞机的照片;b) 雷达对航空器的目标探测;F16使用G/VA-300(300°C退火)覆盖其表面的RCS还原模拟(厚度:2.83 mm,频率:17.04 GHz);当EM波对F16的入射角设置为0°时,F16 RCS在c 1 ) 30 ℃、c 2 ) 120 ℃、c 3 ) 对应的RCS曲线的色标图;当EM波对F16的入射角设置为45°时,F16在d 1 ) 30 ℃、d 2 ) 120 ℃、d 3 ) 对应的RCS曲线的色标图;当EM波对F16的入射角设置为90°时,F16 RCS在e 1 ) 30 °C, e 2处的色标图) 120 °C,和 e 3 ) 对应的 RCS 曲线。


 

文献:https://doi.org/10.1002/adfm.202205160

信息来源:材料分析与应用

 
 
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