近日，我校与中国科学院金属研究所、沈阳自动化研究所合作，联合培养的硕士生李同辉同学通过设计磁性纳米颗粒负载层状Ti3C2Tx的新策略，首次提出电子散射的电磁波吸收机理，实现了太赫兹频段的超宽带电磁波吸收，为更深入理解MXene基复合材料在太赫兹频段的吸收特性提供了新思路，未来将在电磁波吸收和6G无线通信中的应用发挥重要作用。其相关研究成果以“Ultra-wide band electromagnetic wave absorption by decorating the magnetic particles on two-dimensional Ti3C2Tx”为题发表在中国科学院一区TOP期刊《Rare Metals》上。2023-2024年度影响因子为9.6，为中国科技期刊卓越行动计划领军期刊。我校为第一署名单位，本文通讯作者为沈阳理工大学沈龙海教授、中国科学院金属研究所马嵩研究员和中国科学院沈阳自动化研究所祁峰研究员。该工作得到了国家自然科学基金项目和国家重点研发计划项目的资助。

MXene由于其丰富的表面基团和独特的层状结构，已成为一种特殊的电磁波吸收材料。Ti3C2Tx 作为最早被合成的MXene材料得到广泛的关注，它是将Ti3AlC2中的Al层元素刻蚀得到，具有易于制备，产量高等优点。但由于其表面电导率高，对电磁波反散具有增强作用，从而导致其吸波能力较弱，制约了其在吸波的应用。通过腐蚀去掉Al原子层后， Ti3C2Tx的层状结构具有丰富的表面位点，为负载磁性纳米颗粒提供了可能。

利用这一优点，引入磁性纳米颗粒，制备出磁-介电复合材料，将改善Ti3C2Tx对电磁波的吸收能力。期间，沈龙海教授带领李同辉等，通过原位蚀刻和水热技术实现了一种将磁性FeNi纳米颗粒负载到层状结构Ti3C2Tx/MXene上的合成策略。制备出不同FeNi含量的FeNi-Ti3C2Tx/MXene复合材料。发现随着FeNi含量的增加，对THz频段电磁波的吸收率逐渐提高，当FeNi负载量达到30 wt%时，吸收率可达75%。通过结构分析发现，复合材料的太赫兹吸收性能提升的主要原因是在Ti3C2Tx/MXene表面引入磁性FeNi纳米颗粒后，磁性颗粒对Ti3C2Tx表面自由电子具有局域化作用，从而降低其表面电导率，提高材料本身的电磁匹配能力。本研究为开发MXene基复合材料在太赫兹频段下的吸收提供了新见解。（文/图 李同辉 雒春生）