近日，陕西科技大学化学与化工学院黄文欢教授团队与西安石油大学黄海教授合作，在轻质MoCx纳米花中构建了具有匹配费米能级和闭合功函数特性的β/γ-MoCx@CN双相结构，研究电导/极化损耗的内部机制并阐明其在介电常数衰减中的贡献。相关研究成果发表在Advanced Functional Materials上。
追求轻量化、高效且广谱的EMW吸收材料一直是持续努力的方向。碳化钼（MoCx）是早期过渡金属碳化物的重要成员，以其独特的电性能和化学稳定性而著称。然而，在复合材料中掺入介电或磁性元件会损害其所需的轻质特性。此外，不同材料之间的异质界面需要复杂的制备过程，这阻碍了对界面结构的精确控制。制备具有丰富电磁波消耗机制的均质MoCx吸收材料，以实现理想的吸收性能，仍然是一个重大的挑战。
研究在相杂化的β/γ-MoCx@CN中构建的异质界面结构预期能够通过操控MoCx的d轨道，有效促进更快的电子/离子迁移，从而提升其内在电导率。增强的电导率不仅减轻了趋肤效应，还确保了入射电磁波进入吸收材料时的适当电导损耗。β/γ-MoCx@CN中丰富的相界面使其在宽频范围内实现界面极化。结合理论计算证明合成过程中产生的钼空位作为点缺陷，导致的局部电荷不均匀分布促成了偶极取向极化。掺杂的氮原子和MoCx与碳基质的电子耦合形成了多种化学键，增强了偶极极化，这些多重极化的集成最终赋予了复合材料优异的介电性能。研究发现，β/γ-MoCx@C复合材料具有大量特定表面积，通过增大表面积有效消耗入射电磁波，促进多重散射效应，并增强入射EMW的反射。此外，这些混合纳米结构提供了丰富的电子活性位点和高载流子浓度，最终改善了微波能量的衰减，为电磁波吸收材料开发设计提供了一个很好的范例。
系列MoCx@CN 的 RCS 模拟和电磁波吸收机制。（课题组供图）
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相关论文信息：https://doi.org/10.1002/adfm.202410194
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