近日，武汉理工大学何大平教授团队在石墨烯膜超材料电磁屏蔽操控研究中取得创新性突破。该研究将经典电磁等效电路理论从传统金属材料拓展至具有微观结构的先进碳材料，并基于石墨烯膜开发出具有优异性能的电磁屏蔽操控系列超材料。相关研究成果发表于《自然·通讯》。

通信技术的快速发展带来了显著的电磁辐射污染，对电子设备和人类健康构成威胁，电磁屏蔽因此变得极为重要。然而，传统电磁屏蔽材料因其固定的屏蔽效能以及材料适应性的局限，越来越难以应对复杂多变的应用场景，这推动了先进电磁屏蔽材料的研发。

基于团队前期在激光诱导石墨烯电磁超表面、定向碳纤维电磁操控材料等方面的研究，研究团队创新性地开发出一种高导电石墨烯膜超材料，能够实现电磁屏蔽效能的极化操控。通过将等效电路理论推广至碳基材料，仅通过简单的旋转操作即可实现屏蔽效能“开”和“关”状态之间的连续切换。

设计示意图。武汉理工大学供图

为进一步扩大屏蔽效能的操控范围，研究团队将碳纤维与石墨烯膜超材料复合，通过采用两者平行与垂直两种排列模式，分别实现了极化差异的增强与全极化屏蔽。此项工作不仅将经典电磁等效电路理论成功扩展至先进碳材料体系，揭示了该类材料在电磁屏蔽中的作用机制与极化操控原理，更实现了极宽的极化差异操控范围、极高的全极化屏蔽效率以及显著的状态切换效率跨度。

该成果为电磁响应的动态操控提供了新思路，为发展智能电磁屏蔽材料奠定了基础，有望满足未来复杂高保真电磁防护系统、自主伪装装置及智能生活环境的需求。