[发明专利]一种频率可调节的智能吸波超材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种频率可调节的智能吸波超材料及其制备方法。所述方法：在硅板表面构筑超材料结构单元；在硅板表面进行表面氟硅烷修饰；将树脂基体、增韧剂和固化剂混合均匀，得到SMP树脂基体预聚物；将树脂基体预聚物浇筑在氟硅烷修饰后的硅板表面，在不同温度阶段进行固化；然后进行脱模，得到具有超材料结构的SMP树脂基体；在SMP树脂基体表面放置预固化的平整SMP树脂基体，然后固化封装；将液体金属注入所述SMP树脂基体的微空腔，用SMP树脂基体封装堵口，固化制得只能吸波超材料。本发明制得的材料具有形状记忆功能，通过感知外部环境温度发生形状变化，微流体超材料结构单元发生相应变化，因而改变吸波超材料的响应频率。

技术领域

本发明属于智能吸波材料制备技术领域，尤其涉及一种频率可调节的智能吸波超材料及其制备方法。

背景技术

吸波材料是指能够吸收、衰减入射的电磁波，并将其电磁能转换成热能耗散掉或使电磁波因干涉而消失的一类材料。随着科学技术的发展，吸波材料已经在各个方面具有广泛的应用。如电磁防护、微波暗室、移动通讯以及军事隐身等领域均具有重要意义。

随着材料科学的不断发展，超材料的概念进入研究人员的视野，与传统材料不一样，超材料的性质由其人工结构决定，而不由其组成成分决定。吸波超材料具有许多传统吸波材料无法企及的优势，例如超材料能够在材料厚度方面有很好的控制，与传统吸波材料比厚度较薄，其厚度远小于电磁波波长。同时，吸波超材料比传统的电损耗型吸波材料能够提供更丰富的损耗机制，比传统的磁损耗型吸波材料具有更低的密度。但由于其工作频率与其结构单元尺寸相关，一旦吸波超材料制备完成，其工作频率便不能改变，极大地限制了吸波超材料的使用范围。

综上，非常有必要提供一种频率可调节的智能吸波材料及其制备方法。

发明内容

为了解决现有吸波超材料技术中存在的问题，本发明提供了一种频率可调节的智能吸波超材料及其制备方法。本发明方法使用SMP材料为基底，使用液态金属构筑超材料结构单元，制备得到了工作频率可调节的智能吸波超材料。本发明制得的所述频率可调节的智能吸波材料利用SMP基底材料的形状记忆性能，通过感知外界温度刺激对超材料结构单元进行控制，改变超材料等效电容和电感，从而实现了吸波超材料的吸波频率可逆调控。

为了实现上述目的，本发明在第一方面提供了一种频率可调节的智能吸波超材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：

(1)将设计好的超材料图案使用光刻方法在硅板表面进行超材料结构单元构筑，得到超材料结构硅板；

(2)对步骤(1)得到的所述超材料结构硅板的表面进行表面氟硅烷修饰，得到氟硅烷修饰后的超材料结构硅板；

(3)将树脂基体、增韧剂和固化剂混合均匀，得到SMP树脂基体预聚物；所述树脂基体选自环氧树脂、聚氨酯树脂、聚苯乙烯树脂和聚降冰片烯树脂中的一种或多种；

(4)将所述SMP树脂基体预聚物浇筑在步骤(2)得到的氟硅烷修饰后的超材料结构硅板的表面，在两个以上的不同温度阶段进行固化；

(5)在步骤(4)固化完成后，进行脱模，得到具有超材料结构单元的SMP树脂基体；

(6)在步骤(5)得到的所述SMP树脂基体具有超材料结构单元的一侧表面放置预固化的平整SMP树脂基体，然后经过固化，得到具有微空腔的SMP树脂基体封装结构；

(7)将液体金属从步骤(6)得到的所述SMP树脂基体封装结构的一侧注入所述SMP树脂基体封装结构的微空腔中，然后将所述SMP树脂基体预聚物浇筑在所述SMP树脂基体封装结构用于注入所述液体金属的一侧，然后在两个以上的不同温度阶段进行固化，制得频率可调节的智能吸波超材料。

优选地，所述步骤(2)中包括如下子步骤：