近日，深圳北理莫斯科大學(xué)材料科學(xué)系副教授程俊業(yè)領(lǐng)攜的納米功能材料與器件科研團(tuán)隊(duì)，分別在材料頂級(jí)期刊《Advanced Functional Materials》《Nano-Micro Letters》《Nano Research Energy》上發(fā)表重要研究成果，程俊業(yè)為通訊作者。

在題為“Cross-Scale Synergistic Manipulation of Dielectric Genes in Polymetallic Sulfides from Micropolarization to Macroconductance Toward Wide-Band Microwave Absorption”（DOI: 10.1002/adfm.202405643）研究中，科研團(tuán)隊(duì)報(bào)道了一種采用跨尺度協(xié)同調(diào)控操縱多金屬硫化物（PMS）介電基因進(jìn)而調(diào)控其電磁波吸收性能的研究性成果。首先，通過(guò)在原子尺度上引入電負(fù)性較低的Ti原子來(lái)調(diào)節(jié)PMS內(nèi)部的偶極子極化。其次，通過(guò)調(diào)節(jié)金屬元素的種類和數(shù)量，分別制備了具有均勻結(jié)構(gòu)的高熵多金屬硫化物（HES） (M7S8相)和具有非均相異質(zhì)界面的低熵多金屬硫化物（LES） (MS/M3S4界面)，異質(zhì)界面的引入顯著地增強(qiáng)了LES內(nèi)部界面極化。第三，在宏觀層面通過(guò)添加不同含量的乙炔黑(ACET)調(diào)節(jié)了PMS內(nèi)部的傳導(dǎo)損耗，優(yōu)化宏觀電導(dǎo)。在所獲得的樣品中，添加10 wt.% ACET的含有Ti原子的LES(Ti-LES)在厚度2.01 mm處的RL值為- 55.49 dB，有效吸收帶寬最大可達(dá)6.73 GHz（11.10-17.83 GHz），而添加17.5 wt.% ACET的含有Ti原子的HES (Ti-HES)在4.8 GHz低頻處的RL值為- 37.2 dB。因此，本研究為開(kāi)發(fā)具有寬頻帶（EAB）和可調(diào)吸收頻率的新型高效吸波材料提供了新的途徑，更重要的是闡明了吸波材料中多種損耗機(jī)制的協(xié)同效應(yīng)。

在題為“Spontaneous Orientation Polarization of Anisotropic Equivalent Dipoles Harnessed by Entropy Engineering for Ultr-Thin Electromagnetic Wave Absorber”（DOI:10.1007/s40820-024-01507-0）的研究工作中，研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)碳熱沖擊方法合成了碳支架/納米尺度高熵合金（HEAs）電磁響應(yīng)復(fù)合材料，以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電和介電特性的協(xié)同競(jìng)爭(zhēng)工程。研究揭示了HEAs中電子遷移模式受到元素電負(fù)性、價(jià)電子配置和元素摩爾比例的影響，這些因素決定了等效偶極子的穩(wěn)態(tài)和效率。受到皮膚效應(yīng)的啟發(fā)，采用碳化纖維素紙（CCP）作為碳支架，改進(jìn)了碳熱沖擊方法，以保留碳化纖維素纖維（CCF）中的含氧功能團(tuán)（O·）。HEAs的成核和典型的殼-核結(jié)構(gòu)CCF/HEAs異質(zhì)界面的構(gòu)建與O·引起的碳代謝密切相關(guān)。同時(shí)，可切換的富電子位點(diǎn)電子遷移模式促進(jìn)了各向異性等效偶極子的取向極化。通過(guò)這種強(qiáng)化策略，制備出的CCP/HEAs復(fù)合物展現(xiàn)出在1.03mm的超薄匹配厚度下-51.35dB的高效電磁波吸收。研究通過(guò)將理論計(jì)算、實(shí)驗(yàn)表征和電磁仿真模擬技術(shù)相結(jié)合，闡明了基于CCP/HEAs電磁波吸收體系的電磁衰減機(jī)制，為電磁功能器件（如超寬帶帶通濾波器）的實(shí)際應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)和可行性策略。

在電化學(xué)儲(chǔ)能領(lǐng)域，科研團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)一種高離子和電子電導(dǎo)率并兼顧柔性的共聚物PEDOT-PDMS來(lái)提高NaLiFePO4F正極和Si負(fù)極循環(huán)穩(wěn)定性。該聚合物不僅可以優(yōu)化NaLiFePO4F正極材料穩(wěn)定性，而且還改善了Si負(fù)極循環(huán)穩(wěn)定性。理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)表明，該聚合物膜斷裂時(shí)的楊氏模量為 1.17±0.10 MPa，PEDOT-PDMS分子鏈中的π-π共軛結(jié)構(gòu)提供了電子轉(zhuǎn)移途徑，而Li離子則通過(guò)Si-O鏈段轉(zhuǎn)移。原位透射電鏡結(jié)果直接證實(shí)了PEDOT-PDMS提供了導(dǎo)電通路，緩沖了電極活性材料鋰化引起的應(yīng)力。該研究“Electron/ion-conductive and flexible dual-functional copolymer enabled by EDOT and h2PDMS for optimized Li-ion batteries”（DOI: 10.26599/NRE.2024.9120133）發(fā)表在材料能源頂刊《Nano Research Energy》上，第一作者為深北莫材料科學(xué)系高級(jí)講師王靜威，該研究工作也得到了香港城市大學(xué)陳國(guó)華院士團(tuán)隊(duì)的支持。

程俊業(yè)領(lǐng)攜的納米功能材料與器件團(tuán)隊(duì)是面向我國(guó)軍事隱身、尖端裝備、先進(jìn)儲(chǔ)能等領(lǐng)域?qū){米功能材料與技術(shù)的重大需求，基于納米功能材料與器件實(shí)驗(yàn)室、新型電池材料研發(fā)實(shí)驗(yàn)室的科研平臺(tái)，圍繞新型納米功能材料與器件的開(kāi)發(fā)和制備技術(shù)開(kāi)展研究，重點(diǎn)研究新型電磁吸波材料與技術(shù)、高效電化學(xué)能源材料與器件等領(lǐng)域。