近日，海南大学化学工程与技术学院环境/能源材料先进制造与应用创新团队在国际期刊《Small》（IF：15.153）在线发表了题为“Annealed Covalent Organic Framework Thin Films for Exceptional Absorption of Ultrabroad Low-Frequency Electromagnetic Waves”的研究论文。（论文链接https://doi.org/10.1002/smll.202205400）。其中，海南大学2021级博士研究生李亚玲为论文第一作者。

在电子通讯行业迅猛发展的今天，各式各样的电子设备器件在为人类带来便利的同时也带来了电磁波的滋扰。目前，大多数的吸波材料是铁氧体材料，密度较大，无法满足设备的需求。因此，轻质、高效的吸波材料的研发迫在眉睫。

该团队采用溶剂热法制备了三个芘基共价有机框架材料，使用程序升温方法在510 °C、600 °C、700 °C、800 °C和900 °C下对三种材料进行热解，制备了15种不同的多孔网络，并对其吸波性能和机理进行了研究（图1）。研究发现TFPPy-TD-COF-700能够实现阻抗和衰减匹配，在厚度仅为2.5 mm且负载含量仅为20%的情况下实现99.999%的电磁波吸收效果。

图1.共价有机框架衍生多孔有机材料的合成示意图。

在这些系列材料中，TFPPy-PDA-COF-700，TFPPy-BD-COF-700和TFPPy-TD-COF-700的RL值分别增加至−17.47 dB（2 mm，13.31 GHz），−14.9 dB（1.5 mm，15.17 GHz）和−52.15 dB（2.5 mm，10.83 GHz）（图2）。其中TFPPy-TD-COF-700展示了比目前大多数共轭聚合物和无机材料的吸波性能更好的吸波性能。

图2（a）TFPPy-PDA-COF-700、（b）TFPPy-BD-COF-700和（c）TFPPy-TD-COF-700的三维RL图。

作者认为热解共价有机框架膜的吸波机理主要有三种（图3）：首先，导电性的提高使电导损耗得以实现；其次，大量的孔隙允许多次散射、反射以损耗能量，最后，丰富的杂原子和界面边界诱导界面极化以增强能量损耗。值得注意的是，这三种效应在电磁波吸收中相辅相成。

图3热解共价有机框架薄膜的电磁波吸收机制。

该报道也是探索共价有机框架衍生材料高效吸收低频电磁波的第一个例子。这种方法为低频电磁波高效吸收开辟了一条新的途径。上述工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、海南省重大科技计划、海南大学科研启动基金等项目的支持。