随着电子通信技术的迅猛发展,电磁污染引发的环境与健康问题日益严峻。传统金属屏蔽材料虽广泛应用,却存在密度高、易腐蚀、碳足迹大及二次反射污染等缺陷。而石化基聚合物泡沫(如聚苯乙烯、聚氨酯)及其导电填料(碳纳米管、石墨烯等)虽具轻量优势,却依赖不可再生的化石燃料,且难以降解,对生态环境构成长期威胁。木材作为天然碳储库(1立方米木材可固存约1吨CO₂),其废弃物回收率极低(美国仅17%),大部分被焚烧或填埋,碳封存潜力未被充分释放。因此,开发可持续、高性能的电磁屏蔽材料迫在眉睫。
南京林业大学夏常磊教授团队提出多尺度孔隙工程策略,利用废弃木材与纤维素物理交联,经环境干燥制备出多功能生物碳泡沫。该材料兼具:1)超强电磁吸收:11.3 GHz频段吸收率达99.7%,屏蔽效能高达80.3 dB;2)卓越隔热性:热导率仅0.12 W·m⁻¹·K⁻¹;3)机械鲁棒性:压缩模量10 MPa,强度0.9 MPa(比纯纤维素泡沫高4倍);4)全生命周期设计:废弃后可转化为生物肥料,促进植物生长并长期固碳。此项研究为替代传统金属和石化基泡沫提供了可持续解决方案。相关论文以“Full-Lifecycle Biocarbon Foam through Multiscale Pore Engineering Toward Ultra-High Electromagnetic Absorption”为题,发表在Advanced Functional Materials上。
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