随着电子设备激增,城市“电磁污染”问题日益凸显。开发高效的“电磁波吸收”材料是解决方案之一。通过“矿物界面工程”将“石灰石”与导电材料复合,制备轻质、高效的“功能复合材料”,为构建绿色电磁防护体系提供了新思路。

石灰石(CaCO₃)本身是绝缘体,但通过表面修饰或与碳材料、磁性金属氧化物复合,可以赋予其电磁功能。其作用机制主要体现在:
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结构设计与阻抗匹配:将石灰石制备成多孔微球或片状结构,与石墨烯、碳纳米管等复合后,形成的三维网络能有效增加电磁波的多重反射和散射路径。石灰石的介电特性有助于调节复合材料的整体阻抗,使其与自由空间更好匹配,减少波在材料表面的反射,促进其进入材料内部被消耗。
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介电损耗与极化效应:复合材料中,石灰石与导电组分形成的大量异质界面,在交变电磁场作用下会产生界面极化和相关的弛豫过程,将电磁能转化为热能损耗掉。
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协同增强效应:若引入磁性组分(如Fe₃O₄),石灰石可作为其分散载体,防止团聚,实现介电损耗与磁损耗的协同,拓宽有效吸收频带。

这种石灰石基“功能复合材料”可用于建筑涂料、道路沥青或公共设施外壳中,在不显著增加重量和成本的前提下,实现对特定频段电磁波的吸收与衰减,有助于降低城市公共空间的“电磁污染”水平,保护人体健康和精密仪器设备正常工作。