垂直界面实现轻量微丝/硅橡胶复合材料中散射谱的大可调性

此前，我们已展示一种基于功能相微结构调制和周期排列单元拓扑的方法来编程铁磁微丝复合材料中的波散射的优势。然而，充分利用复合材料本征结构的可能性未被发掘。在本工作中，我们通过在内置随机分散短切微丝复合材料上构建垂直界面来实现材料平面化概念，从而在很大范围内调节电磁特性。该界面通过将不同结构的微丝排布于两个分离区域，并通过微丝浓度变化扩大或缩小这些区域来进行修改，从而导致界面两侧的极化差异，进而实现微波可调性。当两区域微丝浓度相等时，产生了两个具有不同幅值和带宽的明确透射窗口。微丝浓度波动导致强烈的散射变化，从宽通带到具有显著透射谷的阻带，表明了微丝含量与界面处空间电荷变化之间的密切关系。总体而言，本研究提供了一种在微丝复合材料中合理开发利用界面效应的新方法。此外，仅以 0.053 vol. % 的填料负载和相对简单的结构即可实现显著可调散射谱的优势，使得所提出的复合材料平面化策略有助于设计具有宽带频率选择性的微波滤波器。