第一作者：屈寧，孫寒旭

通訊作者：孔杰，邢瑞哲

通訊單位：西北工業大學

孔杰，2011.4-至今，西北工業大學理學院、化學與化工學院教授、博士生導師，國家杰出青年科學基金獲得者，洪堡學者，教育部新世紀優秀人才，陜西省“三秦學者”特聘教授及創新團隊帶頭人，英國材料礦物與礦業學會會士，2021-2023“科睿唯安”全球高被引科學家。主要從事超支化高分子設計合成及在高溫吸波材料、透波介電材料、陶瓷前驅體、能源材料中應用的研究工作；

（信息來源：https://qm.nwpu.edu.cn/info/1013/9347.htm）

邢瑞哲，博士，碩士生導師。2024.02-至今，西北工業大學化學與化工學院，副教授，主要從事功能材料的3D及4D打印設計與制備研究工作，針對介觀尺度多孔結構加工及功能化等若干關鍵問題，采用3D打印技術對材料孔結構進行設計和制造，在傳質與分離、電磁波吸收與屏蔽等應用方面取得多項研究成果。

（信息來源：https://teacher.nwpu.edu.cn/ruizhexing）

論文速覽

電磁波吸收材料領域仍存在巨大的挑戰，如帶寬狹窄、低頻瓶頸，尤其是對穩定性（即斜入射和極化入射）的迫切需求，基于此，本研究提出了一種新型的超材料設計，以解決該領域的挑戰。研究團隊開發了一種半導體金屬-有機框架/鐵2D/2D組裝體（CuHT-FCIP），具有豐富的晶體/晶體異質結和強磁電耦合網絡。

這種設計實現了在僅9.3毫米厚度下，從2到40 GHz的極寬頻段內顯著的電磁波吸收效果，并且對斜入射（75°以內）和極化（橫電和橫磁）具有穩定的性能。此外，該吸收體展示了優異的比壓縮強度（201.01 MPa cm^3?g^?1）和相對較低的密度（0.89 g cm^?3），為開發超穩定性寬帶微波吸收器提供了希望。

圖文導讀

圖1：CuHT-FCIP-EP超材料吸收器的制備示意圖。

圖2：CuHT–FCIP復合材料的結構表征。

圖3：CuHT-FCIP-EP復合材料的電磁波吸收性能。

圖4：超寬帶超材料吸波體的設計。

圖5：CuHT-FCIP-EP超材料吸收器的電磁波吸收性能。

總結展望

本論文提出一種通過MOF/Fe的2D/2D晶界復合超材料吸波器制備新策略，成功實現了高性能超寬頻的微波吸收效果。該吸波器同時具備出色的穩定性（即材料在面對入射角度與極化變化的性能穩定性），為設備在復雜環境下的穩定運行提供保障。

通過三明治狀半導體金屬有機框架（SC-MOF）與2D鐵材料（FCIP）的2D/2D晶界復合，實現了可靠的磁電耦合網絡，結合獨特的宏觀3D超材料設計，在厚度僅為?9.3 mm的情況下實現了2-40 GHz的超寬帶吸收。

該超材料同時對斜入射（4–75°）和極化（TE/TM）具有穩定的響應。此外，超材料吸波器同時兼具優異的比壓縮強度（201.01 MPa·cm^3?g^-1）和相對較低的密度（0.89 g cm^-3），顯示了其在實際應用中的潛力。本研究成果不僅為5G通信技術的發展提供了材料支持，也為電磁波吸收材料的設計和應用開辟了新的道路。

文獻信息

標題：2D/2D coupled MOF/Fe composite metamaterials enable robust ultra–broadband microwave absorption

期刊：Nature Communications

DOI：10.1038/s41467-024-49762-4