材料科学与工程学院2025年研究生学术活动月学术报告——受千层蛋糕启发的生物质交替多层材料，用于吸收主导的高效电磁干扰和焦耳加热

报告题目：受千层蛋糕启发的生物质交替多层材料，用于吸收主导的高效电磁干扰和焦耳加热

报告时间：2025年11月20日14:00-14:30    

报告地点：5B202

报告人：张琪

主办单位：材料科学与工程学院

报告人简介：

张琪，毕业于四川大学，获得材料工程博士学位。主要围绕木/竹材多功能复合材料、生物质电磁屏蔽材料、生物质相变材料等方面开展基础科学问题及应用研究工作。以第一作者在包括J. Bioresour Bioprod., Compos Part B-Eng., Compos Sci Technol., ACS Sustainable Chem. Eng., Mater Lett等在内的期刊发表SCI论文8篇。

内容简介：

开发低成本、低反射（R）和高屏蔽效能的生物质电磁干扰屏蔽材料（EMI SE）前景广阔，但也面临巨大挑战。受千层蛋糕交替多层结构的启发，我们提出了一种导电层与磁性层交替组装的新方法。以可持续竹纤维（BF）和可生物降解聚乳酸（PLA）为基体基质，通过周期性堆叠导电层（Cu@BF/PLA）与导磁层（Fe@BF/PLA）两种电磁耦合异质薄膜，结合后续的热压工艺制备了生物质交替多层复合材料。该体系构建了磁性的阻抗匹配表面及“多重（吸收-反射-再吸收）”路径，使大部分电磁波进入材料内部，并经由欧姆损耗、磁损耗和界面极化等多重机制实现能量耗散，有效平衡了高屏蔽效率与低反射值之间的矛盾。研究了不同交替层数（3/5/7/9层）对复合材料性能的影响，并建立了层数、 EMI SE和R值之间的线性关系。结果表明，增加交替层的数量可以很容易地将X波段的SE从45.02 dB（3层）调至80.2 dB（9层），并使R _min从0.40降低至0.25。此外，这种9层复合材料在1-18 GHz宽频段内展现出约75 dB的屏蔽效能，实现了高效率、低反射率和宽频带屏蔽效果。值得注意的是，其出色的导电性还提供了可靠的焦耳加热性能。该复合材料的屏蔽和电热特性突显了其在建筑和智能住宅供暖应用方面的潜力。