1成果简介

　　随着电磁波（EMW）污染日益严重，开发舒适且耐用的多功能电磁波吸收（EWA）纺织品已成为当务之急。本文，青岛大学Ruyi Xie等研究人员在《ACS Applied Materials & Interfaces》期刊发表名为"Fabrication of PDMS-ZPZ-PET Multifunctional Fabric and Its Synergetic Enhancement of Superhydrophobicity, Broadband Microwave Absorption, and Photothermal Conversion"的论文，研究通过雾化喷涂法成功制备了一种集超疏水性、电磁波吸收性能和光热性能于一体的功能性纺织品。在聚酯（PET）织物上构建了ZIF-8/PPy/ZIF-8（ZPZ）三明治结构，随后对其表面进行了聚二甲基硅氧烷（PDMS）改性。得益于ZPZ结构的协同效应，中间的PPy层有助于介电损耗。

　　ZIF-8构建了宏观多级散射框架以优化阻抗匹配，同时提供高密度极化位点以增强介电损耗，从而实现宽带强吸收。在3.4 mm厚度下，最小反射损耗（RLmin）为−54.55 dB，最大有效吸收带宽（EABmax）为7.92 GHz。PDMS不仅能调节电磁波吸收所需的复阻抗系数，还具备自清洁特性和持久的超疏水性，可保护内部结构的稳定性，能够承受反复清洗、磨损和化学侵蚀。此外，PPy中的共轭分子结构具有丰富的离域π电子和窄带隙。PDMS-ZPZ-PET织物在多次循环中展现出高效且稳定的光热性能。这种简单有效的制备方法为高性能EWA纺织品的研发提供了新方向。

　　2图文导读

　　方案一. Fabrication Process of PDMS-ZPZ-PET Fabric。

　　图1. SEM images of PET (a1, a2), ZPZ-PET (b1, b2), and PDMS-ZPZ-PET (c1, c2) fabrics.

　　图2. XRD (a), XPS (b) survey spectra of the surface of PET, ZPZ-PET, and PDMS-ZPZ-PET, and the corresponding high-resolution spectra of C (c) and N (d) elements in ZPZ-PET. High-resolution spectra of C (e) and Si (f) elements in PDMS-ZPZ-PET. FTIR (g), TG (h), and DTG (i) of PET, ZPZ-PET, and PDMS-ZPZ-PET.

　　图3. Wettability of PDMS-ZPZ-PET fabric (a, b). Chemical stability of modified fabrics (c). Self-cleaning effect of fabric before and after modification (d, e).

　　图4. Real part ε′ (a) and the imaginary part ε″ (b) of the dielectric constant, and the dielectric loss tan δε (c). Cole–Cole curves of PET (d), ZPZ-PET (e), and PDMS-ZPZ-PET (f). The attenuation constants (g) and impedance matching (h) of the three samples.

　　图5. 3D and 2D EWA performance diagrams of ZP-PET (a1, a2), ZPZ-PET (b1, b2), and PDMS-ZPZ-PET (c1, c2), the reflection loss (RL) of the three materials, and the corresponding matching thicknesses (a3–c3).

　　图6. Photothermal cycling performance of six different samples (a) and photothermal conversion performance under different light conditions (b). Photothermal temperature images (c) and schematic diagram of photothermal conversion (d). Changes in air permeability (e) and strength of the fabric before and after modification (f). Flexibility comparison of fabric before and after modification (g).

　　3小结 

　　综上所述，通过采用雾化喷涂法构建ZPZ夹层结构和PDMS微保护层，制备了一种兼具超疏水性、电磁波吸收和光热性能的功能性纺织品。ZPZ夹层结构通过ZIF-8/PPy异质界面显著促进了界面极化弛豫，从而增强了介电损耗。同时，其梯度阻抗特性有助于改善阻抗匹配，二者协同作用实现了高效的电磁波吸收。当厚度为3.3 mm时，最小反射损耗可达−54.55 dB；而厚度为3.4 mm时，最大有效吸收带宽为7.92 GHz。此外，聚吡咯凭借其共轭π电子体系，能够通过涉及分子振动的非辐射弛豫途径有效吸收光能并将其转化为热能。这一特性赋予改性织物卓越的光热性能，并确保其在多次热循环中保持稳定。此外，PDMS-ZPZ-PET 展现出卓越的耐久性和超疏水性能，能够抵御反复洗涤、机械磨损、粘附力及化学腐蚀。这种简单而有效的涂层处理为开发具有持久 EWA 性能的多功能织物提供了一种极具前景的策略。可扩展的雾化喷涂方法为多功能纺织品的工业化生产提供了新的研究途径，这些纺织品可满足电磁隐身、个人热管理以及恶劣环境下的作业需求。

　　文献：