近日,纺织科学与工程学院短纤维功能材料研究室戴磊教授课题组在Journal of Materials Science & Technology期刊(IF=16.804,TOP期刊)上发表了题为“Salisbury screen structure to enhance the spectral defense performance of cellulose-based composite”的研究性论文,提出了具有一种Salisbury屏结构的纤维素基光谱防御复合材料。2024级博士生韦嘉盛为本文第一作者,戴磊教授为通讯作者。
开发能够集成电磁干扰(EMI)屏蔽与红外隐身的材料,对于应对复杂电磁环境和先进多光谱探测挑战至关重要。然而,传统金属光谱防护材料存在高热导率和高密度的问题,难以满足轻质、高性能材料的要求。在此,该团队将经典的Salisbury屏结构引入纤维素基复合材料,以克服上述问题。该复合材料具有“导体-绝缘体-导体”结构,其由纤维素纳米纤维(CNF)/MXene薄膜导电层和CNF/明胶气凝胶绝缘层构成。该设计利用高界面反射和相位延迟诱导的相消干涉,在仅1.3 mm的厚度下实现了高达90.8 dB的EMI屏蔽效能。同时,Salisbury屏构型还具有MXene的低红外发射率和气凝胶的隔热能力,显著降低了热目标表面的辐射温度,展现出优异的红外隐身性能。本研究利用经典波干涉结构调控可持续纤维素平台,在轻质、环保复合材料中实现了高性能EMI屏蔽与红外隐身的集成,为下一代光谱兼容防护材料建立了新范式。

图1 论文设计思路

论文网址:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1005030226008005
作者简介:戴磊,工学博士,教授/博导,现任江南大学纺织科学与工程学院副院长。担任Biochar、J. Bioresour. Bioprod.等9个期刊编委或青年编委、江苏省造纸学会理事,入选全球前2%顶尖科学家、中国知网高被引学者TOP5%、第六届中国造纸学会蔡伦青年科技奖、陕西高校第五批青年杰出人才支持计划、无锡市创新领军人才等。近年来主持国家自然科学基金(面上与青年基金项目)、国家重点研发计划-子课题、中国博士后基金等近20项项目,在Adv. Energy Mater.、Adv. Mater.、Adv. Fiber. Mater.等期刊发表SCI学术论文百余篇,谷歌学术H指数44,已授权发明专利12件,开发省级工业新产品1项,研究成果获陕西省自然科学奖、中国石油和化学工业联合会科技进步奖、中国轻工业联合会科技进步奖及中国商业联合会科技进步奖等,所指导学生多人获得研究生国家奖学金、国家级B1类赛事一等奖、校级优秀毕业论文等。