碳纳米管，由呈六边形排列的碳原子构成数层到数十层的同轴圆管，是径向尺寸为纳米量级，轴向尺寸为微米量级，管子两端基本上都封口的一维量子材料。碳纳米管本身所具有的小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应，以及其特有的螺旋和管状结构，使其成为一种非常具有潜力的电磁波吸收材料。其良好的吸波机制主要由于大量悬挂键的存在，使得表面极化性高，而且高的比表面积能造成多重散射。另外，碳纳米管还具有吸收峰的等离子共振频移，可通过改变吸收峰的位移来控制吸收频带的带宽。这些特点使碳纳米管具备了制备可控吸波频率的复合材料的条件。
同时，碳纳米管是理想的分子纤维，它具有石墨优良的本征特性，如耐热、耐腐蚀、耐热冲击、传热和导电性好和高温强度高等一系列综合性能。因此，碳纳米管有望成为质量轻、兼容性好、吸波频带宽的新型吸波材料。
目前对碳纳米管吸波特性的应用，是将其作为吸波剂添加到聚合物中，制备出兼备吸波性能和优越力学性能的吸波复合材料。碳纳米管与聚合物的复合可以实现组元材料的优势互补，最经济有效地利用碳纳米管的独特吸波和力学性能。其优点主要表现为：吸波剂添入量少，复合密度低，易于得到轻质复合材料；对电磁波的吸收强，且吸波频率宽；在具备吸波性能的同时，具备复合材料的良好力学性能。这正是研制新一代“薄、轻、宽、强”吸波隐身材料的一个重要方向。目前国外已有报道，1纳米厚的纳米碳管吸波涂层，反射率小于-10dB的频带宽达3GHz。美国有专利，在树脂中添加质量分数为1.5%的长径比大于100的碳纳米管，制成厚度l毫米、密度为1.2~14g/cm3的薄膜材料，对20kHz—1.5GHz的宽频电磁波具有相当好的吸收性能，能够吸收86%的1.5GHz的电磁波。另有报道，美国将碳纳米管固定在一层薄的环氧树脂基体中，制成了有高度导电性和吸收雷达波的复合材料板，并用它制成了隐形飞机的蒙皮。韩国最近也研制成功了一种三层夹芯结构的吸波材料，夹芯层是由聚亚胺酯与双壁碳纳米管复合而成的泡沫结构，表层由炭黑/玻璃纤维/环氧树脂复合而成。该材料具有良好的吸波性能：在X波段，反射率小于-10dB的带宽为l.4GHz，最大吸收衰减为28dB。
目前碳纳米管吸波隐身材料研发进程中所遇到的一个重大困难是：无论何种制备方法所制得的碳纳米管仍存在有或多或少的缺陷和杂质，如不定形碳、金属、非金属催化剂等，它们对碳纳米管的电磁性能产生着不可忽视的影响。因此，必须对碳纳米管进行纯化处理，尽量去掉其中的杂质。可是到目前为止还未找到一个简单易行而又有较高收得率且成本低廉的碳纳米管纯化方法。所以纯化碳纳米管是当前和今后碳纳米管研究领域中必须解决的一个重要课题。(一员)


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