本网讯(材料科学与工程学院)近日,我校材料科学与工程学院钱俊杰教师在电磁防护材料领域取得重要进展,钱俊杰教师以第一作者身份在中国科学院一区Top期刊发表题为《Implanting Ag nanoparticles in SiOC ceramic nanospheres for exceptional electromagnetic wave absorption and antibacterial performance》(Journal of Advanced Ceramics, IF=16.6)的研究论文。

从人工智能到5G蜂窝移动通讯技术的快速发展,电磁波为人类带来了一次又一次的科技革新。由于电磁波在无线、长距离及高速传输方面的优势,其在医疗保健、交通运输、无线通讯、国防安全等领域带来便利的同时,电磁污染也日益严重。医疗器械中的5G器件中涂层需要兼顾吸波及抗菌多功能特性,才能保证精密器件的精确运行和医疗环境的卫生安全。因此开发高效的抗菌/吸波多功能材料在医疗器械领域至关重要。
本文采用简单的液相法制备了SiOC/Ag复合材料,Ag纳米粒子包埋在富碳SiOC纳米球中,形成丰富的异质界面,通过界面极化损耗衰减电磁波能量。SiOC/Ag复合材料的高表面积增加了入射电磁波的反射和散射次数,增加了其能量消耗。最后,多种耗散机制使SiOC/Ag复合材料具有优异的电磁波吸收性能,其最小反射损耗值为-58.03 dB。此外,SiOC/Ag复合材料在ROS机制下具有良好的杀菌效果,这表明其在医疗器械涂层方面具有重要的潜在应用前景。

图1 (a) PEC板、(b) SiOC/Ag-1涂层PEC、(d) SiOC/Ag-2涂层PEC、(d) SiOC/Ag-3涂层PEC的RCS模拟结果,(c)在入射角为-60°~ 60°范围内,PEC板和SiOC/Ag复合材料PEC的雷达截面模拟曲线,(f) SiOC/Ag涂层PEC在不同入射角下的雷达截面减小值。

图2(a)SiOC/Ag-1,SiOC/Ag-2和SiOC/Ag-3的抗菌效率图, (b, d, e, f)与SiOC/Ag复合材料共培养前后的大肠杆菌的扫描电镜图,(c, g, h, i)与SiOC/Ag复合材料共培养前后的金黄色葡萄球菌的扫描电镜图
(责任编辑:陶梦飞 审稿:兰茜 陶梦飞)
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