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(wú)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(wèn)題日益突出，不僅在通信領(lǐng)域中對(duì)信號(hào)的產(chǎn)生、傳播和接收造成了極大的影響，而且給人類(lèi)社會(huì)的生產(chǎn)與生活，尤其是人類(lèi)身體健康帶來(lái)了不容忽視的危害。聯(lián)合國(guó)人類(lèi)環(huán)境會(huì)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(lèi)能夠通過(guò)吸收和反射等方式來(lái)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(guó)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(kāi)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(jìn)展。近期，該團(tuán)隊(duì)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(lái)設(shè)計(jì)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(hù)的瓶頸問(wèn)題，甚至成為殃及城市環(huán)境的罪魁禍?zhǔn)?。我?guó)作為農(nóng)業(yè)大國(guó)，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(duì)于促進(jìn)農(nóng)民增收、環(huán)境保護(hù)、資源節(jié)約以及農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)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(guò)直接碳化和有序組裝的方式設(shè)計(jì)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(lài)于材料對(duì)電磁波的強(qiáng)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(jìn)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。