当石墨烯的量达到 8% 的时候,能看到特别明显的褶皱呢。这是因为石墨烯的片层之间出现了堆叠的情况。这种微观的模样会让电磁波在传播的时候不断地反射来反射去。褶皱越多,这种多重反射的次数就会越多,消耗掉的电磁波能量也就越大。咱们再来看看不同石墨烯含量下的石墨烯 / 纳米 Fe3O4/PLA 复合试样,能很清晰地看到纳米 Fe3O4 的磁性微球吸附在石墨烯的片层上面,而且分布得还挺均匀。这是为啥呢?一方面呢,石墨烯的片层有很大的表面积,还有好多能吸附东西的地方,所以纳米 Fe3O4 的磁性微球就容易吸附在上面。另一方面,纳米 Fe3O4 的磁性微球让石墨烯的片层之间距离变远了,这样就减少了石墨烯聚在一起的情况。
石墨烯的含量越多,形成的 “褶皱” 就会越多。跟石墨烯含量是 5% 的石墨烯 / PLA 复合试样对比一下,石墨烯和纳米 Fe3O4 含量分别是 5% 和 20% 的石墨烯 / 纳米 Fe3O4/PLA 复合试样还有纳米 Fe3O4 磁性微球弄出来的 “突起” 和 “孔洞” 呢。这就让电磁波在传播的时候走的路变得更复杂,消耗的电磁波能量也就更多了。这就说明把不同类型的吸波剂放在一起,可以有效地让材料的吸波性能变得更好。
在纳米 Fe3O4 和石墨烯的复合体系当中,石墨烯主要是靠介电损耗来吸收电磁波的。因为纳米 Fe3O4 就像 “镶嵌” 在石墨烯的碳骨架里面一样,这样就产生了很多的界面。在电磁场的作用下,就会出现界面介电极化弛豫的情况,引发界面极化效应。另外呢,因为在这个复合体系里还有一些没去掉的含氧官能团,所以在外面电场的作用下就会形成能极化的中心,这样对电磁波的吸收就增加了。