2022年5月5日，陕西大分子科技工程学院化学与化学工程学院重点实验室的研究人员在《Nano-Micro Letters》上发表题为Digital Light Processing 3D-Printed Ceramic Metamaterials for Electromagnetic Wave Absorption的研究论文，报道了一种新型数字光处理的3D打印陶瓷超材料，应用于电磁波吸收。

原文链接：//doi.org/10.1007/s40820-022-00865-x

研究简介

将3D打印与前驱体衍生陶瓷相结合，制备电磁（EM）吸波超材料，引起了人们的广泛关注。本研究提出一种新型的数字光处理（DLP）3D打印用的紫外固化聚硅氧烷前驱体，用于制造具有复杂几何形状、无裂纹和线性收缩的陶瓷零件。

在阻抗匹配、衰减和有效介质理论的指导下，设计超材料模型，通过DLP打印和后续的热解过程，成功地制备出相应的陶瓷超材料。该材料在高温下，也能实现较低的反射效率和较宽的x波段有效吸收带宽。通过DLP 3D打印技术，还可以制备出交叉螺旋阵列Si-O-C陶瓷超材料。3D打印的Si-O-C陶瓷交叉螺旋阵列结构显示出最佳的电磁波吸收性能。

图1：紫外光固化聚硅氧烷的合成路线及DLP打印工艺示意图及设计的硅氧碳陶瓷超材料的制备

图2：X波段Si–O–C陶瓷超材料结构的设计与制造

图3：X-Ku波段Si–O–C陶瓷超材料结构的设计与制作

图4：3D打印绿色体和相应的热解陶瓷的形态和结构

研究结论

本研究开发了一种新型的紫外固化聚硅氧烷前驱体，可用于DLP 3D打印，以制造具有复杂几何结构的陶瓷零件。由DLP 3D打印的绿色体热解陶瓷部件，具有复杂的几何结构和精度高（单层，25-100μm），可以保持其原始形状，无裂纹，高密度，线性收缩，陶瓷产率高，没有任何花斑。本研究结合PDC和3D打印技术，提供了一种具有宽EAB的可调谐电磁波吸收陶瓷材料或超材料的高设计自由度和效率的新方法。