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对先进探测技术日益增长的需求凸显了对高效电磁波吸收（EMWA）和热隐身材料的需求，这对雷达-红外兼容至关重要。本文，合肥工业大学吴雪平 教授、王魁 副研究员等在《Carbon》期刊发表名为“Multifunctional chitosan-derived MnO@C aerogels with high radar-infrared compatible stealth”的论文，研究通过溶胶-凝胶法合成了蜂窝状多孔MnO@C气凝胶，实现了显著的多功能特性。MnO@C-10wt%（10 wt% Mn）在最佳厚度为 3.2 mm 时的最小反射损耗（RLmin）为-54.08dB，在2.6mm 时的最大有效吸收带宽（EAB）为5.96GHz。此外，它还显著降低了雷达散射截面（RCS），在 0o 检测角时降低了 27.2 dB m2。该材料的红外隐身性能得到了证实，其表面颜色能与周围环境保持一致，在 90 oC 的温度下加热 1 小时后，表面温度约为 30 oC，凸显了其卓越的红外隐身和隔热能力。此外，MnO@C-10 wt%显示出卓越的机械坚固性，可承受其重量 57,594 倍的载荷，并表现出优异的阻燃性能，在酒精灯火焰下仍能保持其完整性。氧化锰与生物质衍生碳之间的协同作用为开发集成雷达和红外隐身功能的多功能材料提供了一种新方法，为先进的隐身技术铺平了道路。![]()
图1.MnO@C气凝胶制备过程的示意图。
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图2.MnO@C的样品图片。
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图3.（a） XRD 图谱，（b） 具有不同 MnO 含量的 MnO@C 气凝胶的拉曼光谱;（c） C1 s、（d） Mn 2p、（e） O1s 和 （f） N1s的 XPS 光谱为 MnO@C-10 wt%。
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图4.MnO@C 气凝胶的 SEM 图像。
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图5、电磁波吸收特性
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图6.（a） 不同 MnO 含量负载的 MnO@C 气凝胶的应力-应变曲线;（b） 承载力为 MnO@C-0 wt% 和 MnO@C-10 wt%。
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图7.MnO@C-10 wt% 的热红外图像。
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图8.MnO@C-10 wt% 的波吸收机制示意图。
本研究成功展示了利用溶胶-凝胶法制造蜂窝管状结构的 MnO@C 气凝胶，从而实现了卓越的雷达和红外隐身能力。梯度多孔结构增强了阻抗匹配，并通过多种损耗机制（包括导电损耗、偶极子极化、界面极化以及广泛的反射和散射过程）有效消散电磁波。值得注意的是，MnO@C-10 wt% 气凝胶在厚度为 3.2 mm 时的吸收峰值为 -54.08 dB，在 2.6 mm 时的有效吸收带宽为 5.96 GHz，几乎覆盖了整个 Ku 波段。在 0° 入射角时，气凝胶还实现了 27.2 dB m2 的最大 RCS 降低，证明了其出色的雷达隐身性能。此外，在 90 °C 的加热板上加热 1 小时后，气凝胶还能保持约 30 °C 的表面温度，显示出卓越的红外隐蔽性。结合出色的机械强度和阻燃性，这些特性凸显了 MnO@C 气凝胶在多功能隐形应用方面的潜力。氧化锰纳米粒子与生物质衍生碳材料之间的协同作用为开发集成雷达和红外隐身功能的多功能材料提供了一个创新范例。
文献：
https://doi.org/10.1016/j.carbon.2024.119789
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