为此，华南理工大学郭建华教授和蒋兴华研究员团队通过等离子辅助球磨法制备具有核壳结构的羰基铁粉（FCIP）/还原氧化石墨烯（RGO）杂化粉体，该粉体表面丰富的活性官能团使粉体能够作为交联中心，与合成的聚氨酯脲（PUU）弹性体进行交联反应，制得具有优异力学性能和电磁波吸收性能的FCIP/RGO/PUU复合材料（图1），其拉伸强度高达49.2 MPa，断裂伸长率超过1100%。杂化粉体表面形成额外的缺陷和极性官能团，使得极化损耗最高提升3倍，电磁波损耗机制更加丰富，实现了对电磁波的磁/电协同损耗（图2）。随着RGO含量的增加，杂化粉体之间的等离子共振增强，结合1/4波长干涉效应，FR-2/PUU复合材料在厚度为1.76 mm时展现了特殊的连续双峰吸收，材料的的有效吸收带宽（EAB）达到7.03 GHz（10.97-18.00 GHz），最小反射损耗（RL_min）为?52.31 dB（图3）。此外，利用PUU基体中的动态二硫键和多重氢键，以及FCIP/RGO杂化粉体对微波-红外光的刺激响应，使复合材料能快速自修复，经过1 h微波加热后复合材料的力学性能修复效率和吸波性能修复效率分别达到93%和95%。在经过5次回收再加工后，材料的拉伸强度可以保持90%以上，且有效吸收带宽基本不变，展现出良好的可循环利用性。同时，该复合材料还具有对红外和微波响应的形状记忆能力（图4和图5）。FCIP/RGO/PUU复合材料在可穿戴设备、可变形机器人和电磁防护等领域具有广泛的应用前景。该研究成果以题目“FCIP/RGO Functional Core-Enhanced Flexible Microwave Absorption Composites with Shape Memory Properties and Rapid Self-Healing Abilities Activated by Infrared and Microwave Stimuli”发表在《Chemical Engineering Journal》上。论文第一作者是华南理工大学材料科学与工程学院博士研究生闫晓，通讯作者是华南理工大学郭建华教授。该研究得到包括广东省重点领域研发计划项目（2024B0101040003）、国家自然科学基金（12274095），广东省自然科学基金（2025A1515010389）和中山市重大科技项目（2020AG022）等资助。

图1FCIP/RGO/PUU复合材料的制备过程示意图

图2 FCIP/RGO/PUU复合材料的介电常数、极化损耗、导电损耗、介电损耗机制示意图和磁滞回线以及磁损耗机制

图3 FCIP/RGO/PUU复合材料的反射损耗与频率的关系，1/4λ匹配特性和模拟样品远场响应的雷达波散射信号

图4 FCIP/RGO/PUU复合材料的微波和红外光热转换性能以及红外光驱动的形状记忆功能

图5 FCIP/RGO/PUU复合材料力学性能、自修复过程照片、自修复机理和回收再加工性能

  原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894725033376