研究人员利用多相合成和静电纺丝技术制备SiOC纳米纤维

电子工业的快速发展为民用提供了极大的便利，但也造成了电磁污染，对人类安全构成了风险。为了满足民用应用的不同要求，例如具有不同曲面的设备和用于不同工作环境的服装，EMW吸收器不仅必须提供有效的吸收，而且必须重量轻、易于加工且足够灵活

此外，EMW吸收材料在建筑和运输行业常见的极端条件下面临挑战，包括高温、频繁振动和压力影响

因此，探索具有优异隔热性、显著柔韧性和弹性、优异加工性和超轻特性的材料代表了先进微波吸收剂发展的趋势。聚合物衍生陶瓷（PDC）SiOC在极端环境中表现出强大的机械和高温性能，结合低密度、高强度和低原材料成本，突显了其在热和电磁波（EMW）保护中的应用潜力

然而，由单一前驱体聚合物衍生的SiOC陶瓷具有低介电性能，限制了它们的进一步应用。为了提高EMW衰减性能，通常会在SiOC基质中引入第二相，利用各种组件的优点来增强EMW吸收

另一方面，SiOC陶瓷固有的脆性严重阻碍了它们在复杂环境中的使用。在这种情况下，静电纺丝是一种生产具有均匀尺寸分布和一致形态的一维微纳米纤维材料的通用方法。为了提高柔性和EMW吸收性能，一个研究小组应用了多相组成和静电纺丝的策略来制备SiOC纳米纤维

该团队于2024年9月9日在《高级陶瓷杂志》上发表了他们的研究成果。

使用简单可控的静电纺丝技术成功制备了Co和TiO2改性的SiOC纳米纤维（CTS）。由于静电纺丝提供的优异的三维连续网络结构和复合材料在纤维内的均匀分布，CTS复合材料表现出优异的隔热性（导热系数<；0.0404 Wm-1K-1）、显著的柔韧性（在180°弯曲1500次循环后电阻变化小于4%）和令人印象深刻的抗压性（在60%应变下500次循环后残余应变<；12%）

填料含量仅为5 wt%的CTS-800样品（硅树脂）在3.25 mm的厚度下实现了8.64 GHz（9.36-18.00 GHz）的有效吸收带宽（EAB），在17.11 GHz下的RLmin值为-66.00 dB。这种多功能CTS纳米纤维材料的成功制备使其在热和微波防护方面的应用前景广阔

SiOC纳米纤维样品因其高孔隙率和沿厚度的多层结构而表现出全面的多功能性能。来自外部的EMW或热冲击波可以被显著衰减。此外，出色的灵活性确保这些发现能够完美地应对各种高需求场景中所需的变形，从而提高工作效率 More information: Linghao Pan et al, Flexible and resilient Co/TiO 2/SiOC nanofibers via electrospinning: Towards thermal and electromagnetic wave protection, Journal of Advanced Ceramics (2024). DOI: 10.26599/JAC.2024.9220968