针对现代电子设备、航空航天及建筑领域面临的电磁干扰、火灾安全、热管理和噪声控制等多重挑战，传统解决方案往往依赖多层不同材料的堆叠，存在重量大、结构复杂等问题。北京理工大学潘业堂教授、潘晨教授团队与南昆士兰大学宋平安教授团队合作，开发出一种轻质、可持续的纤维素基气凝胶。该材料通过结构设计，集成了优异的电磁波吸收、阻燃、隔热和吸音功能，相关成果已于2026年2月6日在高水平期刊《Research》发表。
研究团队以纤维素——地球上最丰富的天然聚合物为基底，利用其可再生、可生物降解的特性构建三维网络。为解决传统纤维素气凝胶易燃且电磁功能单一的缺陷，团队采用纳米工程技术，将镍基金属有机框架（MOF）均匀负载于纤维素骨架中。
通过可控的两步碳化工艺，部分纤维素转化为导电碳骨架，镍物种则转化为嵌入多孔基质中的磷化镍纳米颗粒。最终材料的填料含量仅占总重量的约5%，在保持超轻特性的同时，形成了层级化的多孔结构。
电磁波吸收性能： 材料内部的导电碳网络与多孔结构产生的界面极化效应协同作用，实现了对电磁波的高效衰减。测试数据显示，其最小反射损耗优于-50 dB，雷达散射截面得到有效缩减，展现出在电磁防护及信号管理领域的应用潜力。
防火安全性能： 在燃烧测试中，该气凝胶展现出卓越的阻燃特性，热释放速率峰值降低逾60%。其碳化结构与镍基颗粒协同促进形成稳定的保护性炭层，有效延缓热传递并抑制可燃气体释放。该技术路线摒弃了传统卤系阻燃剂，兼顾了环境友好性。
隔热与吸音性能： 得益于其高度多孔的层状微观结构，材料在限制热传导方面表现优异，导热系数与现有商用隔热材料相当。同时，互连的孔隙网络通过声能的反复反射与内部摩擦，实现了宽频范围内的有效吸声。
潘业堂教授表示：“现代工程系统面临的是复合型挑战。我们旨在利用可持续材料，通过微观结构的精准设计，实现多种防护功能的集成。”
目前，该研究仍处于实验室验证阶段。研究团队指出，后续工作将重点评估材料在实际服役环境下的环境耐久性及力学性能，以推动其在下一代绿色防护材料领域的工程化应用。
