非磁性壳层的极化行为决定了核壳型磁性碳复合材料的介电性能，这一问题面临着巨大的挑战。

有鉴于此，复旦大学车仁超教授等人，建立了一种单原子掺杂策略来调节金属有机骨架(MOF)衍生碳壳层的局域电势。

本文要点

1）受益于受限转化，以 ZIF-8 为模板，单个 Zn 原子和 N 原子均匀分布在多孔碳壳中。介电碳层与功能化Fe₃O₄磁芯组合构成独特的磁-介电协同系统。

2）通过重复ZIF-8的生长周期来调整锌氮掺杂碳壳，可以改变Fe₃O₄@Zn-N-Carbon复合材料的电磁参数。令人惊讶的是，核壳Fe₃O₄@Zn-N-Carbon在反射损失能力和宽频响应特性方面都表现出优异的微波吸收性能。在2.5 mm厚度下，Fe₃O₄@Zn-N-Carbon微球的反射损耗值达到−61.9 dB，有效吸收带宽可达11.5 GHz。

3）良好的微波吸收机制归因于以下原因：高密度堆叠的 Zn-N 掺杂碳层促进了界面极化，并且由于最大的原子利用效率，大量的 Zn 单原子使偶极极化最大化。Fe₃O₄ 磁芯之间的强制磁耦合响应导致磁损耗能力增强。核-壳Fe₃O₄@Zn-N-Carbon微球的磁-介电协同作用可以建立超宽吸波频率。

参考文献：

Mengqiu Huang et al. Single Zinc Atoms Anchored on MOF-Derived N-Doped Carbon Shell Cooperated with Magnetic Core as an Ultrawideband Microwave Absorber. Small, 2021.

DOI: 10.1002/smll.202101416

https://doi.org/10.1002/smll.202101416