考虑到严重的电磁波（EMW）污染问题和复杂的应用条件，人们迫切需要在单一物质中融合多种功能。然而，如何将多种功能有效集成到设计的电磁波吸收材料中，仍然面临着巨大的挑战。在此，作者采用冷冻干燥、浸泡吸收、二次冷冻干燥和碳化处理等高效方法，精心设计并合成了具有二维/三维（2D/3D）范德华（vdWs）异质结构的还原氧化石墨烯/碳泡沫（RGO/CFs）。得益于放大介质损耗和优化阻抗匹配的出色联动效应，所设计的二维/三维 RGO/CFs vdWs 异质结构表现出了令人称道的电磁波吸收性能，在低匹配厚度的情况下实现了 6.2 GHz 的宽吸收带宽和 -50.58 dB 的反射损耗。此外，所获得的二维/三维 RGO/CFs vdWs 异质结构还具有显著的雷达隐身性能、良好的耐腐蚀性能和出色的隔热能力，在复杂多变的环境中展现出巨大的潜力。因此，这项工作不仅展示了一种直接制备二维/三维 vdWs 异质结构的方法，还为电磁防护、航空航天和其他复杂条件下的多功能泡沫工程设计勾勒出了一种强大的混合维组装策略。
 
 
Fig 1. (a) 2D/3D GO/CGFs和RGO/CFs范德华异质结构的实验示意图，(b)立在叶片上的 R2/CF 的数字图像，CFs 和 RGO/CFs (c)傅里叶变换红外光谱，(d) X射线衍射图案，(e)X射线光电子能谱，(f，g)R2/CF的 C1s和N1s X射线光电子能谱。
 
 
Fig 2. (a1-d3) CFs, R2/CF, R4/CF和R6/CF扫描电子显微镜图像，(e1-e4)R2/CF 能量色散元素映射图像。
 
 
Fig 3. CFs, R2/CF, R4/CF和R6/CF的(a-e)介电参数以及对比图，(f)介质损耗正切值。
 
 
Fig 4. R2/CF, R4/CF和R6/CF在25 wt%下的(a-d)3D RL，(e-g)EAB，(h)各样品在不同填充比下的RLmin和EAB的对比。
 
 
Fig 5. R2/CF-600, R2/CF和 R2/CF-700(a)XRD, (b)XPS，(c)Raman spectra， SEM图像(d-f)R2/CF-600和(g-i)R2/CF-700。
 
 
Fig 6. R2/CF-600和R2/CF-700的(a-c)介电参数，(d-f)R2/CF-700在不同填充比之下的二维RL彩色图。
 

Fig 7. a-c CFs 和 R2/CF 的阻抗-f 曲线、 εc′′, εp′′ 值，以及 d、e PEC、CFs 和 R2/CF 的 3D RCS 仿真和 0-180° 入射角时的模拟 RCS 值
 
 
Fig 8. 2D/3D RGO/CFs的微波吸收吸收机理。
 

Fig 9. a HCl 溶液（pH=1）、3.5 wt% NaCl 溶液和 KOH 溶液中 R2/CF 的 Tafel 曲线、b EIS 图、c Bode 图。 d, e 不同时间（5 至 20 分钟）拍摄的 PU、PVC 和 R2/CF 的热红外图像和相应的温度-时间曲线，以及 f 盛有 5 mL 水的烧杯放在石棉网、PU 和 R2/CF 上，用酒精灯加热。
 
      相关研究工作由复旦大学Hualiang Lv和贵州大学Xiaosi Qi课题组于2024年共同发表在《Nano-Micro Letters》期刊上，Mixed-dimensional Assembly Strategy to Construct Reduced Graphene Oxide/Carbon Foams Heterostructures for Microwave Absorption, Anti-corrosion and Thermal Insulation，原文链接: https://doi.org/10.1007/s40820-024-01447-9
 
转自《石墨烯研究》公众号