随着通信设备的飞速发展，各种电子设备应运而生，其产生的电磁污染或干扰不仅影响了设备的正常工作及人类的生活，也严重威胁了人类和生物的健康，因此亟需开发出高性能的吸波材料。传统的微纳尺度吸波剂在基体中呈现随机分布，吸波性能的优化往往是介电损耗与阻抗匹配性能相互牵制的结果。由于材料的介电参数、欧姆损耗和极化弛豫损耗均是温度的函数，在室温下具有良好吸波性能的材料随着温度的升高，由于电导率的增加会导致材料阻抗失配，难以实现高温条件下吸波性能的进一步提高。因此，如何在宽温域范围内实现阻抗匹配及损耗能力的提升是高温吸波领域亟待解决的问题。

本研究以氮化钛(TiN)纳米纤维为研究对象，通过对其柔性进行调控，系统地研究了宽温域条件下TiN纳米纤维/硅橡胶复合材料的介电及吸波性能。结果表明，与未掺杂原始氮化钛纤维相比，借助锆元素的掺杂，氮化钛纤维的柔性显著提升，使其以纤维膜的状态分布在硅橡胶基体中。在室温时丰富的局域导电损耗和极化损耗共同提高了材料的电磁损耗能力，在高温时局部导电损耗的温度正效应可以有效补偿极化损耗的负温度效应，从而获得有效的高温介电响应。得益于柔性调节工程引起的协同损耗能力，复合材料中功能单元的离散分布模式有利于突破传统吸波材料中介电损耗性能与阻抗匹配性能之间的相互牵制，使复合材料在宽温域条件下均满足阻抗匹配性能要求，并在298 ~ 573 K的宽温域范围表现出优异的吸波性能。该研究为解决宽温域条件下良好阻抗匹配和强损耗能力的共存问题提供了一种有效策略。

图1柔性氮化钛纳米纤维的制备示意图(a)及不同柔性氮化钛纳米纤维膜的光学照片(b-e)。

图2在不同温度下TiN/PDMS的介电常数(a-d1)，Cole-Cole曲线(e, f)，以及不同复合材料的电导率(g)和导电损耗及极化损耗(h)。

图3柔性TiN纳米纤维以纤维膜的状态分布在硅橡胶基体中，丰富的局域导电网络产生高的导电损耗可以补偿在高温条件下降低的极化损耗，进而实现宽温域条件下阻抗匹配及吸波性能的优化。

Li C, Zhang L, Zhang S, et al. Flexible regulation engineering of titanium nitride nanofibrous membranes for efficient electromagnetic microwave absorption in wide temperature spectrum. Nano Research, 2023, https://doi.org/10.1007/s12274-023-6350-2.