[发明专利]具有反常铁磁性能的碳基质螺旋手性序构超材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种具有反常铁磁性能的碳基质螺旋手性序构超材料，其特征在于：所述的超材料基体由碳材料构成，所述超材料为线状的碳材料沿着直线长轴旋转组成螺旋序构，每根单独的碳螺旋线截面直径在10nm～100μm之间可调，这种螺旋序构具有手性特征，可分为左手螺旋和右手螺旋，螺旋度在每500μm长度下旋转0.1～10个周期(2π)之间可调；碳材料本身具有反常铁磁性能，其饱和磁化强度在0.2～300emu/g之间可调，磁导率虚部数值在-3～3之间可调。

2.一种具有反常铁磁性能的碳基质螺旋手性序构超材料，其特征在于：所述超材料为线状的碳材料交织形成。

3.如权利要求1或2所述的超材料的制备方法，其特征在于：碳材料由具有螺旋序构的纯棉质材料通过碳化工艺制得，具体碳化工艺将样品放置于管式炉中在空气气氛下加热1～4小时，加热温度为200～300℃，之后在氩气气氛下加热到相应温度进行碳化，具体碳化温度为400～1000℃，具有螺旋序构的纯棉材料在碳化后仍然保有原来的形状，因此碳材料也具有螺旋序构。

4.如权利要求1所述的超材料的制备方法，其特征在于：不同温度碳化制得的手性序构的碳材料可具有负介电常数虚部或负磁导率虚部，且具有对微波的增益或吸收作用；400℃碳化制得的碳基质螺旋手性序构超材料具有负介电常数虚部，700℃以上碳化制得的碳基质螺旋手性序构超材料具有负磁导率虚部；且400℃和600℃碳化后在2-18GHz频段可以实现微波增益效应，700℃和800℃碳化后在2-18GHz频段可以实现微波吸收效应，1000℃碳化后在2-18GHz频段可实现既有增益又有吸收的效应。

5.根据权利要求1所述的超材料在通信、雷达及可见光隐身领域、太阳能发热、发电领域的应用。