电子科技大学电子学院博士生在Nature Communications发表研究成果
2026/01/22
近日,电子科学与工程学院电磁辐射控制材料与技术团队在国际综合期刊《Nature Communications》上发表题为 “Adaptive ionic liquid polymer microwave modulation surface with reprogrammable dielectric properties” 的研究论文。
电子学院2022级博士生董其超为该论文第一作者,其导师陆海鹏研究员为通讯作者。新加坡科技局罗韬研究员,国防科技大学楚增勇研究员为论文共同通讯作者。电子科技大学电子科学与工程学院为第一完成单位。
开发兼具大面积可制备性、宽调制范围、高响应灵敏度及优异环境适应性的新型本征可调电磁材料,是实现下一代智能化有源电磁器件所面临的核心技术挑战之一。当前,此类材料的调控机制主要依赖于铁电材料或相变材料中由极化或相变行为引发的电导率变化,调控模式相对单一。相比之下,偶极子因其可受环境刺激驱动的取向运动能力,在电磁响应调控方面展现出独特优势。然而,在自然体系中,偶极子通常分散于液态或无序介质中,其极化取向随机、协同性差且对外界刺激响应有限,不利于电磁性能的精确调控。
本研究发现,富含氢键位点的聚合物基体可通过空间位阻效应及氢键等非共价相互作用,有效约束偶极子的无序运动。在温度刺激作用下,氢键的可逆断裂与重构可显著激发偶极子的取向运动能力,从而实现对材料电磁性能的动态调制。作为一种特殊形式的偶极分子体系,离子液体不仅可通过取向极化实现介电调控,还可因离子迁移行为引入电导损耗变化,为构建多维度可调电磁响应机制提供了新的物理基础。基于上述机制创新,本研究将富含氢键作用的离子液体 [EtA⁺][NO₃⁻] 引入HEA体系,并结合光固化3D打印技术,构建了离子液体聚合物微波调制表面。系统研究表明,温度变化可有效诱导离子液体与PHEA基体之间氢键网络的断裂与重构,显著增强离子液体的偶极取向行为与电荷迁移能力,最终实现微波频段介电特性的显著且可逆调制。
上图展示了离子液体聚合物(IL-P)的电磁调控机理。a 基于IL-P的电磁性能调控示意图。b IL-P在30°C和130°C下的宏观形貌。c 30°C和130°C下IL-P薄膜的KPFM图像。d 30°C和130°C下IL-P薄膜的厚度与表面电势。e IL-P体系中的氢键网络与差分电荷密度。f 不同IL浓度下IL-P体系中各组分的氢键密度。g 不同温度场中IL在聚合物中的扩散系数。
进一步地,本研究引入机器学习算法对不同离子液体浓度及外部温度刺激条件下的介电响应规律进行建模与优化,实现了材料可编程介电特性的精准设计。基于这一可编程介电性能,进一步展示了多种3D打印器件构型,包括可重构微波吸收表面、像素化微波控制表面等智能电磁器件,为下一代智能电磁系统的设计与实现提供了重要的技术路径与理论支撑。
此外,该离子液体聚合物体系还展现出优异的自感知与状态识别能力。在结合卷积神经网络与Transformer的混合架构传感器阵列中,该体系表现出卓越的自诊断与环境响应能力,为实现大面积、自适应微波调控表面构建了坚实的平台基础,在主动电磁伪装、可重构天线及自适应滤波器等前沿应用领域展现出重要的应用潜力与技术价值。
文章来源电子科技大学,分享只为学术交流,如涉及侵权问题请联系我们,我们将及时修改或删除。
-
第五届传感、测量、通信与物联网技术国 42
-
2026年9月优质国际学术会议推荐 263
-
2026年第15届计算与模式识别国际 212
-
2026年第二届计算机视觉与机器学习 2124
-
2026年无人机遥感与人工智能国际会 472
-
2026资源、化学化工与应用材料国际 3740
-
2026年图像处理与数字创意设计国际 3525
-
2026年机械工程,新能源与电气技术 8084
-
2026年材料科学、低碳技术与动力工 3712
-
第三届国际会议语言学、心理学与创意教 08-07
-
2026年建筑科学、材料工程与可持续 08-07
-
2026年国际会议金融科技、市场营销 08-07
-
第三届国际社会科学与文化研究会议平行 08-07
-
ICSSCS 2026 - 子论坛: 08-07
-
第三届社会科学与文化研究国际会议平行 08-07
-
2026 JCR影响因子正式发布1135
-
中国科协发布2025年《重要学术1583
-
2026年新锐分区(原中科院期刊8243
-
2025年两院院士增选有效候选人6001
-
好学术:科研网址导航|学术头条分7917
-
2025年国际期刊预警名单发布!8062
-
2025年中科院期刊分区表重磅发28351
-
吉林大学校长张希:学术会议中的提9122
-
清华大学计算机系高性能所获得IE07-31
-
北京大学生命科学学院伊成器课题组07-31
-
北京大学罗欢、李阿明、方方课题组07-31
-
北京大学生命科学学院郭强团队与合07-31
-
清华大学集成电路学院任天令团队合07-31
-
清华大学5位清华人当选“202607-31
-
研究揭示热带雨林优势树种望天树幼07-31
-
EAGEW 24514

-
中国稀土学会 22086

-
南京世通展览服务有限公司 2508

-
中国能源环境科技协会 18652

-
上海市同济科技园 21397

-
武汉青博盛学术服务有限公司 21687

-
北京国宏信科信息技术研究院有限公 18476

-
大连羽嘉会议有限公司 10827

-
浙江工业大学 18607

-
中科成创(北京)生物技术有限公司 8447

-
国际工学技术出版协会 23727

-
IETP-Association 24502

-
星界会务服务(深圳)有限公司 8896

-
大连百奥泰国际会议有限公司 2632

-
中国环境科学学会循环经济分会 2534

-
高分子物理与化学国家重点实验室 21651

-
上海同城优代文化营销有限公司 8487

-
VFEAVW 2379

-
宁波德泰中研信息科技有限公司 2469

-
武汉千学信息咨询有限公司 2611





















213









































