在我們身邊，電磁波無處不在。手機(jī)沒信號(hào)的時(shí)候，為找不到電磁波苦惱；打開微波爐的時(shí)候，又害怕釋放的電磁波把我們給“燒壞”了。電磁波應(yīng)用領(lǐng)域中，電磁波的增強(qiáng)和削弱 是兩個(gè)難舍難分的“冤家”。

　　電磁波的傳輸勢(shì)必伴隨著電磁波與周圍環(huán)境的相互串?dāng)_，信號(hào)越強(qiáng)，干擾往往越大。因此，如何消除電磁波的干擾成為電磁波應(yīng)用領(lǐng)域的一個(gè)重要問題。

　　如何隔離電磁波？不讓出去、不讓進(jìn)來，以及有去無回

　　電磁波干擾問題的場(chǎng)景大致可以分為以下三種：（a）無泄漏型；（b）無透射型；（c）有去無回型。三種場(chǎng)景示意如圖1。

　　a場(chǎng)景要求電磁波源產(chǎn)生的電磁波不能泄露到盒子（即某一區(qū)域）外面；b場(chǎng)景要求盒子外部電磁波無法進(jìn)入盒子內(nèi)部；c場(chǎng)景要求盒子內(nèi)或盒子外產(chǎn)生的電磁波到達(dá)盒子表面時(shí)，不僅 不能穿過盒子，還要求反射電磁波（圖1c中藍(lán)色箭頭所示）為零（盡可能的小）。其中，以c類場(chǎng)景要求難度最大。

　　實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景可能為三種形式的結(jié)合，更為復(fù)雜。通俗的說，電磁波的去干擾過程就是電磁波的隔離過程。

　　吸波材料：電磁波隔離的“中堅(jiān)力量”

電磁波的隔離主要通過吸波材料來實(shí)現(xiàn)。場(chǎng)景a和場(chǎng)景b為電磁波隔離的常規(guī)模式，像常規(guī)手機(jī)屏幕、數(shù)碼相機(jī)電路板等所產(chǎn)生的電磁干擾就屬于該類型（如圖2所示），主要通過導(dǎo)電材料（銅箔、鋁箔、導(dǎo)電高分子、石墨烯等）和高導(dǎo)磁材料（FeSiAl、硅鋼等）基本可以滿足應(yīng)用需求。

? ? ? ?場(chǎng)景c為電磁波隔離的復(fù)雜模式，這類場(chǎng)景常用到的吸波材料多數(shù)為復(fù)合材料，如羰基鐵、碳材料、鐵氧體、高分子等復(fù)合材料均可用作c場(chǎng)景吸波材料以滿足各種具體場(chǎng)景的應(yīng)用需求。

? ? ? ?實(shí)際應(yīng)用中，吸波材料必須兼具材料（涂層）厚度小（薄）、密度小（輕）、吸收頻帶大（寬）、吸收強(qiáng)度高（強(qiáng)）四大特點(diǎn)，其中如何拓寬吸波材料的吸收頻帶是當(dāng)前吸波材料關(guān)注的熱點(diǎn)。常用電磁波頻段從米波（~MHz）到毫米波（~GHz），再到太赫茲電磁波（~THz）都有著廣泛的應(yīng)用。

? ? ? ?當(dāng)前，以5G通訊技術(shù)為代表的先進(jìn)通信技術(shù)，將通信頻段從700 MHz拓展到6GHz甚至到毫米波。一方面，工作頻率的提升，將通信基站壓縮到了一個(gè)手提箱大小，電磁信號(hào)之間的干擾增強(qiáng)；另一方面，手機(jī)等信號(hào)接收端需要增加新的天線，進(jìn)一步縮減了接收端的設(shè)計(jì)空間，電磁信號(hào)之間的干擾作用進(jìn)一步增強(qiáng)。這些實(shí)際應(yīng)用情況的出現(xiàn)，不僅要求吸波材料更薄，還要求吸波材料吸收頻帶更寬。

? ? ? ?為了讓一種吸波材料盡可能多的滿足多頻段電磁波吸收的需求，寬頻吸波材料成為一種首選。然而，這并不是一件很容易的事情。

圖2 吸波材料常用領(lǐng)域

新材料，多層結(jié)構(gòu)吸收寬頻帶電磁波

? ? ? ?為了解決吸波材料的寬頻吸收問題，中科院寧波材料所的科研人員通過數(shù)字仿真技術(shù)設(shè)計(jì)并制備出了一種可以吸收寬頻帶電磁波的多層結(jié)構(gòu)，如圖3所示。該多層結(jié)構(gòu)利用碳納米管的高導(dǎo)電性以及其在復(fù)合薄膜中形成的導(dǎo)電網(wǎng)格，實(shí)現(xiàn)了電磁波的頻段分離，通過電磁波的分頻段吸收實(shí)現(xiàn)電磁波的寬頻吸收。

? ? ? ?其電磁波吸收原理為：吸收層1設(shè)計(jì)為能夠吸收高頻段電磁波的材料，吸收層3設(shè)計(jì)為能夠吸收低頻段電磁波的材料，吸收層2經(jīng)過仿真計(jì)算設(shè)計(jì)成具有隔離高頻段電磁波和低頻段電磁波功能的隔離層，從而實(shí)現(xiàn)電磁波的分頻段吸收。因此，該結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵在于電磁波隔離層的設(shè)計(jì)本工作基于碳納米管的高導(dǎo)電性和導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的特殊微觀結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)電磁波頻段隔離，從而實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)波段和短波段電磁波的同步吸收。最終，以2.4mm的厚度實(shí)現(xiàn)了將近13GHz頻寬（涵蓋了C、X、Ku三個(gè)主流頻段）的吸收，電磁波能量吸收強(qiáng)度達(dá)到90%以上。

圖3 電磁波過濾的層狀結(jié)構(gòu)

這種多層結(jié)構(gòu)大大拓寬了電磁波吸收頻帶，同時(shí)厚度也比同等性能的材料更薄。可以預(yù)期，如果能進(jìn)一步降低吸收層1和吸收層3的厚度，這種多層結(jié)構(gòu)的整體厚度也能進(jìn)一步降低，能更好的滿足電子設(shè)備及器件的小型化應(yīng)用需求。如果能夠?qū)崿F(xiàn)電磁波過濾層的可控調(diào)制，實(shí)現(xiàn)更多頻段的隔離，就能實(shí)現(xiàn)更寬頻段的電磁波吸收，進(jìn)而滿足寬頻化的應(yīng)用需求。