现代高速飞机需要兼具电磁波吸收能力、轻质特性、柔韧性及抗极端热流性能的材料。尽管石墨烯@二氧化硅织物（G@SF）在此领域展现出广阔前景，但其均匀的片电阻分布导致界面波阻抗失配，从而限制了电磁波耗散能力。

北京石墨烯研究院/北京大学Guang Cui、刘忠范院士、北京工业大学王慧慧、哈尔滨工程大学Maoyuan Li等研究人员在《ADVANCED MATERIALS》期刊发表名为“Flexible Graphene@Silica Fabric Metasurface for Electromagnetic Wave Absorption on High-Speed Aircraft”的论文，研究采用减法激光“擦除”技术处理经化学气相沉积法生长的G@SF，开发出可扩展、柔性、超薄（0.1毫米）且耐高温（高达1000℃）的超表面，其阻抗可调以实现航空航天电磁波吸收。

该超表面直接集成于飞机隔热层，形成集成式吸收体，在不增加显著重量或改变飞机结构的前提下，将雷达反射降低至-42 dB。全无机设计确保其在高温、高速气流冲刷及机械应力下具备卓越耐久性，成为航空航天应用的理想选择。该方法为制造兼具性能、韧性和可制造性的新一代电磁波吸收材料提供了极具前景的途径。

图1、G@SF作为航空航天系统电磁波吸收体的优势与局限性

图2、G@SFM吸收体的结构设计与计算机仿真技术模拟结果

图3、G@SF与G@SFM的制备流程

图4、严苛条件下G@SFM的性能表现

图5、G@SFM吸收体的电磁性能

在本研究中，研究人员成功利用激光“擦除”技术开发出石墨烯@硅纤维膜（G@SFM），该技术利用了石墨烯与硅纤维对激光吸收率的差异。所得G@SFM展现出卓越特性：超薄厚度（约0.1毫米）、低面密度（(106 g m−2)）、优异柔性及可调片电阻（50-5000 Ω sq−1）。这些特性表明G@SFM是高性能电磁波吸收应用的理想候选材料。

该材料还展现出优异的热稳定性，经严苛热处理后仍保持图案完整性和片电阻稳定，这对高速飞行器应用至关重要。此外，G@SFM具备卓越的机械耐久性及抗气流冲刷能力。为优化电磁波吸收效果，将G@SFM集成于飞行器隔热层，形成具备高温电磁波吸收能力的超表面吸收体结构。该G@SFM吸收体在约5GHz频率下实现最小反射损耗（RLmin）达−42 dB，显著降低航天器模型雷达截面积（RCS）。经空气中600℃持续5分钟及真空环境1000℃长期热暴露测试，其电磁波吸收性能保持稳定，满足航空航天与高速系统的严苛要求。

研究成果表明，G@SFM作为新一代电磁波吸收技术的变革性解决方案具有广阔前景，不仅能为航空航天应用提供结构与热稳定性，更可在卫星有效载荷防护、国防平台隐形表面、极端工业/空间环境下高温电子设备的电磁屏蔽等新兴领域展现扩展适应性。

未来研究可探索将G@SFM与相变材料或电压控制层等主动调谐元件集成，实现电磁响应的动态调控，从而在多变工况下实现实时适应性。所提出的激光图案化策略构建了多功能平台，可扩展至更高频段（包括毫米波与太赫兹频段），从而拓展其在下一代无线通信、空间传感及自适应隐身系统中的应用前景。

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