具有各向异性微观结构的金属主链高分子有优异的光学、电化学和热学性能。得益于金属主链高分子可控的一维结构和分子内相互作用，金属单质可以在煅烧过程中原位析出，而配体则可以碳化成介电组分。因此，金属主链高分子在电磁波吸收领域的应用研究具有重要意义。

基于上述背景，复旦大学高分子科学系彭慧胜教授课题组采用高温煅烧还原的方法，以镍基金属主链高分子为前驱体，得到了一种新型C/Ni杂化电磁波吸收材料，并研究了其物化结构、微波吸收能力和吸波机理。X射线衍射（图1）表明，煅烧过程中金属主链高分子中的Ni离子被还原成镍金属单质。高分辨透射电子显微镜（图2）显示，C和Ni两种组分紧密结合，形成异质界面，有利于材料对电磁波的吸收。

图1 C/Ni杂化材料的X射线衍射图。

图2 C/Ni杂化材料的高分辨TEM图像。

进一步地测试了C/Ni杂化材料的电磁波吸收性能。通过对C/Ni杂化材料电磁参数进行测试和分析，发现其具有优异的电磁波吸收性能，最大反射损耗值为−49.1 dB（图3）。

图3 C/Ni杂化材料的反射损耗曲线图。

利用德拜模型进一步研究了结构诱导的极化弛豫。在德拜理论中，ε′-ε″图中的Cole-Cole半圆经常被用作描述在材料内部发生的弛豫过程，当极化弛豫发生时，会在相对较窄的频率范围内影响ε′和ε″的值。图4展示了C/Ni杂化材料和对照样品的Cole-Cole曲线，曲线中环的个数代表了极化损耗的能力。对于所有样品，因为煅烧的前驱体都含有有机组分，所以产物中都会生成碳组分的晶格缺陷，因此存在由晶格缺陷的偶极子极化导致的损耗，在Cole-Cole曲线图中体现为I和II两组Cole-Cole圆。C/Ni杂化材料的曲线中出现了第三个Cole-Cole圆，证明由于镍金属主链与配体侧链通过配位键的化学掺杂，使得原位生成的单质镍与碳产生了较多紧密结合的异质界面，并呈现出较强的界面极化，因此具有了较强的电磁波损耗能力。

图4 (a) 配体; (b) 配体与金属盐混合物; (c) C/Ni杂化材料的Cole-Cole极化曲线图。

       该工作发表在Chinese Journal of Polymer Science上。徐佳宁硕士研究生是该论文的第一作者，彭慧胜教授为通信联系人。

原文信息：

Xu, J. N.; Zeng, K. W.; Zhang, Y. F.; Yang, Y. B.; Liu, Z. W.; Liu, Y.; Wang, J. J.; Zhang, K. L.; Wu, Y. R. Z.; Sun, H.; Peng, H. S.

Chinese J. Polym. Sci. 

DOI: 10.1007/s10118-024-3181-x