石墨烯掺杂碳气凝胶粉体的制备及电磁干扰性能
张恩爽, 吕通, 刘韬, 黄红岩, 刘圆圆, 郭慧, 李文静, 赵英民, 杨洁颖
航天特种材料及工艺技术研究所, 北京 100074

联系人简介: 李文静, 女, 博士, 研究员, 主要从事耐高温气凝胶及功能气凝胶材料方面的研究. E-mail:ht31wj@126.com;赵英民, 男, 研究员, 主要从事航天特种材料方面的研究. E-mail:zhaoyingmin-0502@163.com

摘要

采用溶胶-凝胶、 超临界干燥及高温裂解技术制备了不同石墨烯掺杂量的碳气凝胶(G-CA)粉体材料, 通过控制材料的组成和微观结构, 制备了密度仅为0.0093 g/cm3的低密度高导电性气凝胶粉体. 将G-CA粉体布撒在空气中, 测试其对毫米波、 可见光和红外光的衰减性能. 结果表明, 相对于纯碳气凝胶和纯石墨烯气凝胶, G-CA粉体对3种波段的电磁波的衰减性能大幅度提高. 其中石墨烯/掺杂量为7%的碳气凝胶(7%G-CA)在布撒初期和布撒20 min后, 对红外光和可见光均具有97%和94%以上的遮蔽率; 对于毫米波, 在布撒初期和布撒10 min以后, 分别具有75%和65%以上的遮蔽率. G-CA粉体具有良好的分等级微纳米结构及高导电性和超低密度, 该微观结构与组成的协同作用使其呈现出优异的多波段、 长时有效的电磁干扰性能, 有望扩展和延伸传统烟幕材料的应用范围.

关键词: 烟幕材料; 石墨烯; 碳气凝胶; 电磁干扰; 多频段
中图分类号:O631;O643 文献标志码:A
Preparation of Graphene/Carbon Aerogel and Its Applied Research in Multi-frequency Band Electromagnetic Interference
ZHANG Enshuang, LÜ Tong, LIU Tao, HUANG Hongyan, LIU Yuanyuan, GUO Hui, LI Wenjing*, ZHAO Yingmin*, YANG Jieying
Aerospace Institute of Advanced Material & Processing Technology, Beijing 100074, China
Abstract

The graphene/carbon aerogels material was prepared by sol-gel method. The composite aerogels with different hierarchical micro-nanostructures and high conductivity were prepared. Releasing composite aerogels powder in air, the optic attenuation performance of aerogels was measured at infrared, visible and millimeter waves. The results indicated that the shielding ratio of 7%G-CA powder was above 97% and 94%, correspondingly, at the beginning of release and after 20 min, both in infrared and visible wave band. For millimeter wave band, the shielding ratio of 7%G-CA powder is above 75% and 65%, at the beginning of release and after 10 min, respectively. The study is expected to extend application of smoke jamming.

Keyword: Smoke jamming; Graphene; Carbon aerogel; Electromagnetic interference; Multi-frequency band

烟幕作为一种经济、 高效且实施简易的无源光电对抗手段, 可以对侦察预警及搜索跟踪等光电系统进行干扰[1, 2, 3, 4]. 近年来, 我国气溶胶烟幕技术发展迅速, 但仍然存在功能单一、 品种落后及遮蔽干扰波段过窄等缺陷, 其中多波段(或全波段)干扰技术长期受材料种类单一和作用效果不佳等制约, 因此开发新型多波段、 高效率电磁干扰材料是解决现有材料限制的重要途径[5, 6, 7].

由于研究领域的敏感性, 国内外相关研究报道有限, 且大多集中于有源干扰的红外烟幕及无源的单一波段烟幕材料. 关于多波段长时间滞空干扰材料相关研究较少, Shvajkovskij等[8]报道了一种对可见光、 红外和雷达波段具有遮蔽作用的宽频烟幕弹, 但其干扰的有效作用时间不超过5 min. Vorma等[9]研制出一种具有全波段遮蔽效果的由内外两腔组成的烟幕弹, 通过混合2种遮蔽剂, 可以实现对可见光、 红外和毫米波波段干扰的目的, 但其操作相对复杂且遮蔽时间不足5 min. 余斯辉[10]利用碳纤维、 镀铜碳纤维及导电碳粉等制备毫米波/红外复合干扰材料, 对波长为3和8 mm的毫米波分别有12.7~16.4和21.2~33.3 dB的衰减, 对红外光也有85%~90%的遮蔽, 但仅实现了2个波段的有效遮蔽. 目前, 对可见光、 红外光和毫米波3种波段同时具有长时间有效遮蔽作用的无源烟幕干扰材料尚未见报道[11, 12].

本文主要针对可见光、 红外光及毫米波进行综合遮蔽性能研究. 材料优异的电磁干扰性能除了需要自身具有高导电性外, 还需要其微观尺寸与波长具有一定的匹配性, 因此, 制备同时与多波段波长实现尺寸匹配, 构筑多尺寸分等级结构是多波段干扰材料的一个重要突破点. 现有的研究中, 毫米波的波长较长, 与其对应的有效干扰材料需要具备较大的结构尺度, 如箔条、 膨胀石墨等, 但其结构特点导致此类材料具有较高的密度, 有效电磁干扰时间较短. 因此, 在对可见光和红外光进行有效干扰的同时, 实现对毫米波的长时间有效干扰是一项技术难点[13, 14, 15, 16]. 气凝胶是一种三维网络纳米多孔材料, 具有高孔隙率、 高比表面积及低密度等特性, 在力学、 声学、 电学、 热学及光学等领域都具有潜在的应用价值[17, 18, 19, 20, 21, 22]. 现有的气凝胶体系中, 碳气凝胶因具有尺寸可调和易于掺杂等优异性质而备受关注, 但其导电性及轻质性等还有待提高[23, 24, 25]. 由于石墨烯较高的导电性和较高的介电常数及表面存在缺陷和官能团等特点, 使其具有优异的衰减和吸收电磁波的能力, 是用于电磁干扰的理想材料. 但其单独应用时存在衰减率低、 作用波段单一和成本高等限制[26, 27, 28, 29, 30].

本文利用气凝胶的轻质及可设计性强的特点, 结合高导电性石墨烯和碳材料的优势, 旨在制备出轻质、 结构可控及高导电性的气凝胶粉体材料, 设计出同时与多种波段进行匹配的多等级结构, 实现对多频段电磁波具有长时间有效电磁干扰材料的应用研究[31, 32].

1 实验部分
1.1 试剂与仪器

碳酸钠, 分析纯, 天津福晨化工厂; 间苯二酚和甲醛, 分析纯, 国药集团化学试剂有限公司; 氧化石墨烯浆液(20 g/L), 纯度> 98%, 阜阳欣奕华材料科技有限公司.

Quanta 450-FEI型扫描电子显微镜(SEM), 美国FEI公司; 比表面分析仪, 美国MI-CROMERITICS公司; SR-5000N红外光谱辐射计、 毫米波测试系统(3 mm)和可见光能见度仪, 成都电子科技大学; YAOS型高精密电阻测试仪, 西安宏鹄检测仪器有限公司.

1.2 实验过程

1.2.1 气凝胶粉体的制备 将5.5 g间苯二酚与9 g甲醛混合, 加入0~25 mL 20 g/L的氧化石墨烯溶液, 以碳酸钠为催化剂, 去离子水为溶剂, 搅拌均匀, 超声30 min, 将混合液注入一定尺寸的模具中密封后于80 ℃下处理3 d, 进行溶胶-凝胶反应, 生成纯的或掺杂间苯二酚甲醛(RF)的有机湿凝胶; 将氧化石墨烯浆液分散至水溶液中后, 加入适量的抗坏血酸作为催化剂, 进行凝胶化反应, 制得石墨烯气凝胶(GA); 用乙醇浸泡上述RF凝胶和GA凝胶样品替换溶剂3 d, 重复3次, 经过CO2超临界干燥后, 即可得到不同石墨烯掺杂量的有机气凝胶或氧化石墨烯气凝胶; 最后在N2气保护下经过1000 ℃高温碳化4 h, 即可得到结构稳定的石墨烯掺杂碳气凝胶(G-CA). 将石墨烯掺杂量的质量分数分别为2%, 4%, 5%和7%的气凝胶分别命名为2%G-CA, 4%G-CA, 5%G-CA和7%G-CA. 纯碳气凝胶命名为CA; 纯石墨烯气凝胶命名为100%GA. 对气凝胶进行机械粉碎形成气凝胶粉体, 反应流程如Scheme 1所示.

Scheme 1 Fabrication process for the graphene/carbon aerogels powder

1.2.2 气凝胶粉体布撒过程 在一个由发射机、 烟雾箱和接收机组成的测试体系中完成气凝胶粉体布撒过程. 烟雾箱由聚乙烯塑料板制成, 尺寸为6.1 m× 2.0 m× 6.8 m, 内部体积20 m3, 实际光程6.1 m. 测试电磁干扰性能时, 将20 g气凝胶粉体通过一个布撒装置释放到烟雾箱中, 布撒装置采用气体压缩过程将粉体通过细小的喷口喷出, 实现粉体在烟雾箱中的均匀分散. 然后, 光路穿过气凝胶粉, 通过接收机收集数据, 并计算得出透过率或衰减率. 同时, 在不同的时间节点, 抽取漂浮的气凝胶粉体测试其浓度, 研究滞空粉体浓度随时间的变化规律.

2 结果与讨论
2.1 不同掺杂量气凝胶的微观结构调控

由于石墨烯为原位掺杂, 未参与凝胶化反应, 加入过多的石墨烯将导致反应体系不凝胶, 采用该方法制备的掺杂气凝胶最大掺杂量为碳气凝胶的7%. 对不同掺杂量的石墨烯/碳气凝胶进行微观结构观察, 结果如图1所示. 由图1(A)可见, 纯碳气凝胶是由大量的纳米粒子堆叠而成的多孔网络结构, 纳米粒子尺度在10~20 nm范围内. 由图1(B) 可以看到, 掺杂石墨烯后, 片层石墨烯均匀分布在碳气凝胶微粒之间, 每个碳气凝胶微粒均由碳纳米粒子构成, 微粒尺寸在100 nm左右. 随着石墨烯掺杂量的增加片层之间微粒逐渐减少, 碳纳米粒子分散后的石墨烯片层结构增加[图1(C~E)]. 当形成纯石墨烯气凝胶时, 碳纳米粒子消失, 只存在石墨烯片层结构[图2(F)]. 碳气凝胶掺杂石墨烯后, 由单级结构过渡到分等级结构的原因是高温下材料发生收缩, 而石墨烯的存在抑制其收缩作用, 导致一部分碳气凝胶纳米粒子在碳化过程中附着在石墨烯表面, 另一部分则以微粒的形式分布在石墨烯片层的空隙中. 因此, 掺杂气凝胶形成了独特的分等级微纳米结构, 而石墨烯气凝胶本身就是片层结构堆叠, 因此纯石墨烯气凝胶只显示单级的微米结构.

Fig.1 SEM image of the CA(A) , 2%G-CA(B), 4%G-CA(C), 5%G-CA(D), 7%G-CA(E) and 100%GA(F)
Insets: magnification.

Fig.2 Raman spectra of CA(a) , 2%G-CA(b), 4%G-CA(c), 5%G-CA(d), 7%G-CA(e) and 100%GA(f)

图2给出CA, 2%G-CA, 4%G-CA, 5%G-CA, 7%G-CA及100%GA样品的拉曼谱图. 可以看出, 6种材料在1347和1573 cm-1处均出现了典型的D峰和G峰, 相应的峰强度比(ID/IG)标志着材料的无序程度. 由图2可见, CA的D峰显著高于G峰, 此时IG/ID值为1.19, 说明纯碳气凝胶具有较多的晶格缺陷, 处于无定形状态, 不利于自由电子传递. 2%G-CA, 4%G-CA, 5%G-CA和7%G-CA及100%GA的IG/ID值分别是1.14, 1.12, 1.08, 0.99和1.01, 说明随着石墨烯掺杂量的增加, 材料的晶格缺陷降低, 材料的石墨化程度提高, 这种结构的材料将产生更高的电导率, 有利于对电磁波产生更大的介电损耗[33, 34].

图3给出6种材料的氮气吸附-脱附曲线及相应的孔径分布图. 由图3可以看出, 6种材料均属于Ⅳ 类等温曲线, 为典型介孔的吸附等温线. 在相对压力p/p0=0.7~1.0范围内均存在明显的滞后带, 表明材料在氮气吸附过程中存在明显的毛细凝聚和多层吸附现象. 同时, 6种材料的滞后环随着石墨烯掺杂量的增加而缩小, 结合图2结果, 表明掺杂石墨烯后材料呈现纳米结构减少和微米结构增加的趋势. CA, 2%G-CA, 4%G-CA, 5%G-CA, 7%G-CA及100%GA粉体的BET比表面积分别为934, 857, 619, 531, 495和343 m2/g, 可见随着石墨烯掺杂量的增加, G-CA粉体的比表面积呈现降低的趋势, 这可能是石墨烯片层结构的比表面积低于碳气凝胶纳米网络的比表面积, 随着石墨烯的掺杂量增加, 降低了掺杂气凝胶整体的比表面积. 同时, 纳米级孔的平均孔径为11.5, 16.1, 17.2, 19.2, 21.5和23.5 nm, 这也说明可能由于石墨烯的支撑作用使纳米孔孔径呈现增加的趋势.

Fig.3 Nitrogen sorption isotherms(A— F) and BJH pore size distributions(inset) of the CA(A), 2%G-CA(B), 4%G-CA(C), 5%G-CA(D), 7%G-CA(E) and 100%GA(F)
a. Desorption; b. adsorption.

2.2 石墨烯掺杂碳气凝胶的导电性及轻质性能

图4和表1给出不同石墨烯掺杂量的石墨烯掺杂碳气凝胶的光学照片和尺寸及密度等参数. 高温裂解后, CA, 2%G-CA, 4%G-CA, 5%G-CA, 7%G-CA及100%GA块体的收缩率分别为78%, 68%, 63%, 53%, 35%和86%, 对应的气凝胶粉体密度分别为0.154, 0.092, 0.030, 0.014, 0.0093和0.126 g/cm3. 研究结果表明, 随着石墨烯掺杂量的增加(0~7%), 相应的气凝胶粉体密度呈现大幅度的减小. 但纯石墨烯气凝胶的收缩率较大, 这可能是由于裂解过程中石墨烯片层间没有碳纳米粒子间隔, 收缩程度较大. 研究结果表明, 石墨烯和碳纳米粒子互相支撑, 使材料在高温裂解过程中发生较小的收缩, 实现了低密度气凝胶的制备. 对比掺杂前后的电导率数据可知, CA, 2%G-CA, 4%G-CA, 5%G-CA, 7%G-CA及100%GA粉体的电导率分别为3.89, 87.6, 114.2, 238.5, 2880和3165 S/m. 结果表明, 随着石墨烯的加入, 气凝胶的导电性有明显的提高, 且掺杂量与导电性呈现正相关. 这是由于石墨烯自身的高电子传输速率提高了掺杂气凝胶的导电性, 同时石墨烯的存在使整个材料传递电子的路径更加连续. 粉体的粒径也随着掺杂量的增加在1~15 μ m范围内有所增加, 说明石墨烯的加入不仅改变了材料的微观结构, 还影响粉体颗粒的尺寸, 这可能由于石墨烯的加入改变了气凝胶的韧性, 导致相同制备流程得到的气凝胶粉体尺寸不同.

Fig.4 Optical photographs of CA(a), 2%G-CA(b), 4%G-CA(c), 5%G-CA(d), 7%G-CA(e) and 100%GA(f)

Table 1 Density and conductivity of graphene/carbon aerogels

从上述数据分析可知, 石墨烯/碳气凝胶复合结构可以充分发挥二者各自的优势, 一方面由于碳气凝胶的加入石墨烯片会减少堆叠, 碳气凝胶纳米颗粒嵌入层状结构之间, 石墨烯片层还可以贯穿整个碳气凝胶网络间传输电子, 提高材料的导电性; 另一方面石墨烯片层可以将碳气凝胶纳米颗粒分隔开, 使材料呈现松散堆叠, 降低了材料的整体密度.

滞空时间是烟幕干扰材料的一个重要性质, 将6种气凝胶粉体布撒在空气中, 定期检测空气中粉体的实时浓度.

图5给出6种粉体的相对浓度随时间的变化曲线. 在初始阶段, CA, 2%G-CA, 4%G-CA, 5%G-CA, 7%G-CA及100%GA粉体的浓度均为100%; 10 min后, 浓度分别变为初始状态的63.5%, 69.6%, 72%, 78.5%, 79.2%和58.5%; 20 min后, 浓度为初始状态的37.5%, 33.9%, 52.0%, 63.2%, 62.4%和40.5%. 随着布撒时间的增加, 粉体材料浓度均呈现缓慢下降的趋势, 纯碳气凝胶和纯石墨烯气凝胶下降速率最快, 7%G-CA粉体下降速率最慢, 20 min后仍然保持初始浓度的60%以上, 是CA粉体浓度的1.7倍. 滞空颗粒的浓度直接影响电磁干扰效果, 由于7%G-CA具有最低的密度(0.0093 g/cm3), 掺杂石墨烯后气凝胶粉体的滞空时间显著增加, 因此, 石墨烯的加入能够有效提高粉体的电磁干扰性能.

Fig.5 Relative concentration change of CA(a), 2%G-CA(b), 4%G-CA(c), 5%G-CA(d), 7%G-CA(e) and 100%GA(f) with time

2.3 石墨烯掺杂碳气凝胶的电磁干扰性能

本文主要对红外光、 可见光和毫米波3种波段进行了电磁干扰性能测试, 结果列于表2. 图6给出了6种材料遮蔽率随布撒时间的变化曲线. 对比表2数据可知, 在布撒初期(5 s), 碳气凝胶(CA)粉体对红外光(3~5和8~12 μ m)和可见光的遮蔽率均可达到90%以上, 表现出了良好的遮蔽效果. 经过20 min布撒后, CA粉体对红外光和可见光的遮蔽率仍然能保持在80%以上, 但其对毫米波没有任何遮蔽效果(遮蔽率为0); 相对于纯碳气凝胶, 2%G-CA, 4%G-CA, 5%G-CA粉体表现出更优秀的干扰性能; 对于3~5 μ m红外光, 在布撒初期(5 s)2%G-CA, 4%G-CA, 5%G-CA粉体的遮蔽率分别是99.5%, 95.0%和99.8%, 布撒20 min后遮蔽率分别是94.2%, 92.5%和96.9%. 对于8~12 μ m红外光, 在布撒初期(5 s), 2%G-CA, 4%G-CA和5%G-CA粉体的遮蔽率分别是97.6%, 95.4%和98.7%; 布撒20 min后遮蔽率分别是83.2%, 88.4%和88.4%. 对于可见光, 在布撒初期(5 s), 2%G-CA, 4%G-CA和5%G-CA粉体的遮蔽率分别为95.5%, 95.0%和95.4%; 布撒20 min后遮蔽率分别是88.9%, 92.5%和94.3%. 对于毫米波, 2%G-CA, 4%G-CA和5%G-CA粉体在布撒初期(5 s)遮蔽率达到33.1%, 78.0%和79.3%; 布撒10 min后其遮蔽率分别降低至28.3%, 60.0%和61.8%. 100%GA粉体在布撒初期(5 s)对于3~5和8~12 μ m红外光的遮蔽率分别是99.9%和97.2%; 布撒20 min后其遮蔽率分别是97.8%和93.9%. 对于可见光, 在布撒初期(5 s)和布撒20 min后100%GA粉体的遮蔽率分别是97.9%和80.4%. 对于毫米波, 在布撒初期(5 s)和布撒10 min后100%GA粉体的遮蔽率降低至78.4%和48.9%.

Table 2 Shielding ratio of graphene/carbon aerogels with various proportions in different wave band

Fig.6 Transmittance and shielding ratio curves of aerogels powder for different wave band
(A) Infrared band(3— 5 μ m); (B) infrared band(8— 12 μ m); (C) visible band; (D) millimeter waves.

上述结果表明, 虽然纯石墨烯气凝胶在布撒初期对3种波段的光具有良好的遮蔽效果, 但由于其密度较大, 随着滞空时间的增加, 其遮蔽率降低幅度大, 不具有长时间滞空的性能. 对于6种材料, 7%G-CA粉体在布撒初期(5 s)对于3~5和8~12 μ m红外光的遮蔽率分别是99.8%和97.2%, 布撒20 min后遮蔽率仍然保持在96%和95%以上; 对于可见光和毫米波, 7%G-CA粉体在布撒初期(5 s)遮蔽率分别是97.9%和78.4%; 布撒10 min后遮蔽率仍然保持在94%和65%以上. 因此7%G-CA具有最佳的干扰效果, 其对3种波长的光都显示了良好的遮蔽效果, 且随着布撒时间的增加遮蔽效果没有明显的下降. 有效干扰时间较长是由于超低密度的7%G-CA可以在空中漂浮的时间较长, 粉体浓度较大, 使干扰过程长时有效.

Scheme 2给出不同掺杂量气凝胶粉体的电磁干扰机理的示意图. 烟幕对电磁波的干扰主要是对入射电磁波产生的吸收和散射作用, 因此, 出现电磁干扰性能差异的原因主要是2方面: 一方面, 从吸收衰减角度分析, 根据电磁波的损耗原理, 当干扰材料具有一定电导率时, 由于导电损耗、 介电损耗和共振损耗等一系列损耗机制, 入射的电磁波会转化成其它能量消耗掉. 而掺杂前后气凝胶的导电性存在很大差异, 因此, 导电性最佳的7%G-CA和100%GA粉体对电磁波具有较强的吸收, 具有最佳的电磁干扰效果. 另一方面, 从散射衰减的角度分析, 当入射电磁波与干扰微粒相遇时, 电磁波的能量受干扰微粒的作用, 改变原来的传播方向接续传播, 或被形成次声波并向四周辐射的现象, 产生散射衰减. 光的散射作用与微粒微观结构的尺寸有关, 根据瑞利散射原理, 当微粒的直径远远小于入射波的波长时, 散射强度与入射光四次方成反比, 即波长越短, 散射越强. 碳气凝胶的粒子尺度在10~20 nm范围内, 其尺寸远远小于3种波段的波长, 符合瑞利散射原理, 因此其对波长相对较短的可见光和红外光具有明显的散射作用, 对于波长较长的毫米波几乎不产生散射. 由Scheme 2可见, 当微粒粒径与波长同量级或者更大时发生的散射是米氏散射, CA粉体具有单级结构, 波长较长的毫米波容易绕过粉体颗粒进行传播. 100%GA粉体对3种波段光的作用机制主要是高导电性能和片层结构发挥作用, 但由于其单级微观结构, 对波长较小的可见光的遮蔽性能略低于掺杂气凝胶, 且由于其密度较大, 即使在布撒初期对3种波段的光具有一定的遮蔽性能, 但因漂浮性能差, 随着布撒时间的增加其遮蔽性能迅速降低. 7%G-CA粉体具有良好的分等级微纳米结构, 且由于石墨烯的存在粉体相互作用增加容易形成搭接状, 当入射电磁波在该类材料中传播时, “ 迷宫” 似的分等级结构能够增加电磁波能量在材料内部的多重反射损耗并将该部分能量转化为热能耗散掉. 即7%G-CA粉体可以同时与波长分别是纳米级、 微米级及毫米级波长的电磁波发生相互作用, 产生强烈的散射作用. 因此, 7%G-CA粉体由于同时兼具高导电和多等级尺寸的微纳米结构及低密度特性, 相对于单级结构的CA和100%GA粉体具有更强的散射作用, 呈现3种波段的长时间低透过性能[35, 36].

Scheme 2 Electromagnetic interference process for the aerogels powder

上述结果表明, 石墨烯的加入使碳气凝胶的遮蔽率大大提高, 尤其是实现了对毫米波的有效遮蔽. 掺杂量较高的7%G-CA粉体在较长的时间内对3种光具有较高的遮蔽率, 表现出最佳遮蔽性能. 高掺杂量样品的良好衰减效果是由于其丰富的分等级结构和高导电性共同作用的结果, 同时其超低的密度也延长了粉体的滞空时间. 因此, 通过结构和组分的设计, 制备的石墨烯掺杂碳气凝胶表现出十分优异的多波段电磁干扰效果.

3 结 论

采用溶胶-凝胶法结合超临界干燥及高温裂解技术制备了一种超低密度(0.0093 g/cm3)的石墨烯掺杂碳气凝胶粉体材料, 通过调控材料的组成和微观结构, 得到低密度、 高比表面积的石墨烯掺杂碳气凝胶材料. 材料的微观结构由片层石墨烯和纳米碳颗粒构成, 呈现出良好的分等级微纳米结构和高导电性, 且随着掺杂量的改变其分等级结构和导电性能具有可调性. 电磁干扰性能测试结果表明, 石墨烯/碳气凝胶(7%G-CA)对3种波段的光均具有长时间有效的电磁干扰作用. 所制备的材料的轻质、 高导电及分等级微纳米结构是促进电磁干扰性能提升的主要因素, 因此未来可以通过定向设计得到更优的电磁干扰材料, 该材料有望促进轻质、 多波段烟幕干扰技术的发展.

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