隨著現(xiàn)代電子工業(yè)的快速發(fā)展，各種高集成和高功率無線通信系統(tǒng)和電子器件數(shù)量急劇增加，導(dǎo)致電磁干擾和電磁污染問題日益突出，不僅在通信領(lǐng)域中對信號的產(chǎn)生、傳播和接收造成了極大的影響，而且給人類社會的生產(chǎn)與生活，尤其是人類身體健康帶來了不容忽視的危害。聯(lián)合國人類環(huán)境會議早在1969年就將電磁輻射列為繼水、大氣、噪聲污染之后的第四大公害。電磁屏蔽材料是一類能夠通過吸收和反射等方式來衰減電磁波能量傳播以有效抑制電磁干擾和污染的功能材料。中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所高分子事業(yè)部研究員鄭文革和副研究員沈斌一直致力于高效電磁屏蔽材料的開發(fā)，前期已經(jīng)在電磁屏蔽材料的制備以及性能研究方面取得一系列進展。近期，該團隊又從“變廢為寶”和可持續(xù)發(fā)展的角度出發(fā)，利用生物質(zhì)廢棄物或生活廢棄物來設(shè)計和制備了輕質(zhì)高效電磁屏蔽材料。 每年夏收和秋冬之際，總有大量的小麥、玉米等秸稈在田間焚燒，產(chǎn)生了大量濃重的煙霧，不僅成為農(nóng)村環(huán)境保護的瓶頸問題，甚至成為殃及城市環(huán)境的罪魁禍?zhǔn)住Ｎ覈鳛檗r(nóng)業(yè)大國，每年可生成數(shù)億噸秸稈，成為“用處不大”但必須處理掉的“廢棄物”。農(nóng)作物秸稈屬于農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中一種十分寶貴的生物質(zhì)能資源。農(nóng)作物秸稈資源的綜合利用對于促進農(nóng)民增收、環(huán)境保護、資源節(jié)約以及農(nóng)業(yè)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展意義重大。在該研究中，科研人員選用小麥秸稈作為碳源，通過直接碳化和有序組裝的方式設(shè)計和制備了新穎的中空多孔碳管陣列（SCAs）用于高效電磁屏蔽（如圖1）。結(jié)果表明，外直徑為約1.7-3.3m、表觀密度僅為約72-33mg/cm3的SCAs展現(xiàn)出優(yōu)異的電磁屏蔽效能（約57.7-44dB），這主要依賴于材料對電磁波的強反射損耗、介電損耗以及在內(nèi)部多層次泡孔結(jié)構(gòu)中的多重反射損耗。進一步地，科研人員將氧化石墨烯氣凝膠構(gòu)筑在中空秸稈的空腔內(nèi)，制備了具有石墨烯氣凝膠的多孔碳管陣列（GA/SCAs）復(fù)合材料。與純SCAs相比，GA/SCAs的密度僅略微增加到約78-39mg/cm3，而電磁屏蔽效能則增加至約66.1-70.6dB。