近日，東南大學劉磊教授團隊通過靜電吸附自組裝和隨后的水熱反應構建了MoS2新型核-鞘結構（CF@MXene@MoS2核-鞘結構），其能實現可調諧和高效吸波，以減小電磁污染。
隨著通訊技術的發展和相關設備的大范圍應用，各種電子設備在給人們生活帶來便利的同時，也會對人體健康造成潛在的影響。為了應對日益嚴重的電磁污染，人們迫切需要能夠滿足各種需求的電磁波屏蔽和吸收材料。
一般來說，微波吸收（MA）材料的設計和構建包括兩個方面：組分的選擇與結構的設計。根據現有的認識，一維MA相關材料，受益于各向異性和高長徑比，在高頻電磁場下容易沿軸向形成載流子傳輸路徑，通過導電損耗消耗電磁波能量；二維MA相關材料由于具有本征的高比表面積和層狀結構，可以通過界面處的極化增強和層間的多重反射來耗散電磁波；三維MA相關材料則可以通過引入空隙、孔洞等提高材料的阻抗匹配度，從而有利于吸波損耗。最近的研究表明，同時包含一維和二維組分的層級三維結構具有優異的吸波性能。
另一方面，在吸波材料組分的選擇上，新興二維材料MXene因為具有獨特的性質而受到廣大研究者的關注。MXene相關的復合物已被證明具有可控的介電常數和優異的吸波性能。然而，當前大多數研究傾向于直接將二維MXene與其他組分復合，這樣會導致MXene的團聚從而削弱其優勢。同時，具有高電導率的MXene片層也會導致電磁波在材料表面的反射，降低了阻抗匹配度。
為解決上述的問題，劉磊教授課題組采用了一種簡單的靜電自組裝和水熱法構建了層級CF@MXene@MoS2核-鞘結構，其具有優異的微波吸收性能。Ti3C2 Mxene表面豐富的官能團使其在水溶液中具有電負性，利用靜電吸附，可以使其在CTAB改性過的帶正電性的碳纖維（Carbon Fiber，CF）表面進行組裝，形成一維核-鞘結構的CF@MXene微棒；然后再通過簡單的水熱反應，在其最外面生長垂直取向的2H-MoS2納米薄片。2H相的MoS2具有良好的半導體性質和介電性質，可以在改善阻抗匹配的同時，提高整個體系的介電損耗能力。此外，研究還發現CF@MXene@MoS2核-鞘結構具有顯著的協同效應，最優反射損耗值在3.5mm厚度下達到-61.51dB，最大的有效吸收帶寬在2.1mm厚度下達到了7.6GHz，且覆蓋了整個Ku波段。
據悉，該研究成果已發表在國際頂級期刊Advanced Functional Materials（影響因子16.836）上。
