随着科技的飞速发展，人们对电磁波的使用已经达到了前所未有的高度和广度，带来技术革新和生活便利的同时，也带来了危害和危险。电磁污染威胁健康；国防领域，在雷达探测重压之下战场武器装备的生存能力面临重大挑战，如何高效吸收电磁波成为摆在科技人员面前的难题。而在自然界，经过上亿年的自然选择，动植物中早已涌现除了许许多多的电磁波收集专家，它们独特结构带来的超凡吸波能力，为人工设计新型吸波材料提供了宝贵的蓝本。

  近日，中北大学王智教授、尹丽仙讲师团队联合西安交通大学田小永教授团队，受螺旋藻特殊微结构启发，提出了一种三维螺旋形态的介电超材料结构，此结构具有区别于以往电磁吸波超材料的独特电磁响应机制。该研究取得了以下方面的突破。

  1）超宽带吸收：在2-40GHz频段内，实现了 33.7 GHz (3.5–5.1 GHz，7.9–40 GHz, RL<-10 dB)；

  2）多损耗机制协同：材料损耗（极化损耗、导电损耗）与结构损耗（感应电流、电谐振、磁谐振、驻波效应）协同，实现了电磁波高效吸收；

  3）利用材料共混改性与3D打印一体化成形工艺，突破了螺旋形微波吸收结构加工局限性，为高性能隐身材料结构制造提供了有效策略。

图1 仿生设计理念示意图

图2 螺旋超材料的几何结构

图3 螺旋超材料结构参数与吸波性能

图4 多机制协同吸波原理

  相关研究成果以题为“A Bioinspired Helical Metamaterial for Broadband Electromagnetic Wave Absorption”发表在知名期刊Composite Part B-Engineering上。尹丽仙为论文第一作者，王智与尹丽仙为共同通讯作者。

  以上成果受到山西省基础研究计划项目（项目编号：202103021223206)和中国航空科学基金（项目编号：202400110U0001)的支持。

  论文链接：https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2025.112685