尽管微波吸收材料（MAMs）在电磁防护领域取得了显著进展，但如何实现高效微波吸收与持久耐腐蚀性的协同融合，仍是科学界面临的重大挑战。传统多相复合材料虽能提供双重防护功能，但其固有的性能差异始终制约着微波吸收与抗腐蚀能力的统一。为此，开发单组分系统同时具备电磁衰减和耐腐蚀特性的结构工程，已成为突破性前沿技术的关键。

受鸟类羽毛层级结构启发，研究者创新性地采用配体交换策略，通过精确化学计量调控，成功构建了二维堆叠的铜/4-羟基苯硫醇（CuHBT）超疏水纳米片。优化后的CuHBT-2展现出卓越的微波吸收性能：在2.9 mm厚度下实现−53.06 dB的极低反射损耗（RLmin），并创下横跨X波段和Ku波段、覆盖8.80 GHz超宽有效吸收带宽（EAB）的纪录。这一突破源于其独特的层级堆叠结构——这种设计巧妙扩展了电磁波传播路径，同时增强了层间极化主导的介电耗散效应。此外，CuHBT-2-0.7%涂层表现出卓越的耐腐蚀性，在严格的盐雾测试21天后保持了令人印象深刻的92.88%的保护效率。

研究成果以“Biomimetic Feather-Inspired CuHBT Superhydrophobic Hierarchical Architectures for Dual-Protection Excellence in High-performance Microwave Absorption and Corrosion Resistance”发表于《Small》期刊。材料学院2022级博士研究生李天为第一作者，刘亚南特聘副研究员、孟凡彬教授为通讯作者。研究工作得到了国家自然科学基金、四川省科技计划项目、中央高校基础研究等项目支持。

如图1所示，展示了仿生设计框架与制造流程。该设计直接借鉴了鸟类飞行羽毛的互锁堆叠结构，角蛋白羽毛叶片通过排列整齐的羽小枝方向和交错的羽小枝钩状结构形成分层排列，构建出兼具机械互锁与疏水润湿性的协同屏障系统。这一自然设计原理被成功转化为铜氢键拓扑（CuHBT）纳米片工程。在此工程中，受控配体交换驱动的堆叠方式不仅复制了致密曲折路径屏障，还形成了各向异性导电网络，有效抑制腐蚀性离子扩散并优化电磁波阻抗匹配。该方法通过微结构介导的多功能性，实现了传统上相互冲突的耐腐蚀性和金属化（MA）需求的平衡。本研究采用配体交换驱动组装策略，成功合成了新型二维半导体CuHBT。

图1 CuHBT片状吸波材料仿生设计思路图

优化后的CuHBT-2纳米片展现出卓越的磁吸收性能，在厚度仅为2.9毫米时，其最小反射损耗RLmin达到−53.06 dB的历史新低，同时在X波段和Ku波段实现了8.80 GHz的超宽有效吸收带宽。这一双重突破得益于其分层迷宫结构的设计——该结构通过最大化电磁波迷宫效应和界面极化耗散，显著提升了材料的电磁特性。

图2 CuHBT片状吸波材料吸波性能图

通过耦合电磁仿真及电磁参数分析，我们全面阐明了仿生羽毛状层状CuHBT吸波剂的吸收机理。其介电损耗机制主要包含导电损耗和极化损耗两大方面：导电损耗主要通过铜硫导电网络实现，将电磁能转化为热耗散；而铜（II）-硫和铜(I)-硫-铜网络边缘的缺陷则引发局域电荷失衡，产生缺陷极化效应。CuHBT的有机-无机-有机层状结构进一步增强偶极极化，外层排列整齐的HBT苯衍生物与内层铜硫网络在交变电场下形成界面电荷分离，从而放大弛豫损耗。各向异性堆叠的混合纳米片在重叠区域产生丰富的界面极化。从介观视角看，多个CuHBT纳米片有序排列成仿生的翼状层状堆叠结构。

图3 CuHBT复合涂层RCS及结构特性电磁仿真和吸波机理图

原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202504567