在现代信息技术与通信设备的快速发展过程中，电磁波吸收材料的需求日益增加，尤其是在提高设备性能、降低辐射污染等方面。近期研究表明，将过渡金属单原子（M-SAs）锚定在碳基基材上，可以显著提升电磁波吸收材料的性能，各种基于碳的M-SAs电磁波吸收材料相继被开发。然而，以往研究中的M-SAs基材料通常表现出M-N4结构，其中对称的电荷分布限制了电波吸收性能的最大增强。因此，打破电荷分布的对称性是进一步提高M-SA基吸收材料吸收特性的关键。

哈尔滨工程大学张潇等采用离子吸附与高温热解的方法，将铌原子分散到多孔碳纳米花（PCF）材料中，合成了Nb-SA/PCF。 XAFS测试和DFT计算表明，在PCF上形成了具有非对称NbN₃O₂配位结构的铌单原子。这种非对称结构能够有效打破电荷分布的对称性，增强极化损失，提升碳材料的电磁波吸收性能。涂覆聚二甲基硅氧烷的Nb-SA/PCF/ANF薄膜（P-Nb-SA/PCF/ANF）展现出优异的电磁波吸收性能，在厚度为2.0 mm时有效吸收带宽达到6.00 GHz。此外，P-Nb-SA/PCF/ANF膜还展现出优秀的柔性、疏水性、机械强度和结构稳定性，使其具有良好的环境适应性。本研究为开发新型电磁波吸收材料提供了重要的理论和实验依据，推动了碳基复合材料的研究与应用进展。

图1 (a) 通过 DFT 结构优化得到的 PCF 与 Nb-SA/PCF 几何结构图，(b) PCF 与 Nb-SA/PCF 的电荷密度差分图（俯视图和侧视图），(c) PCF 与 Nb-SA/PCF 的 Bader 电荷分析结果，(d) PCF 与 Nb-SA/PCF 的态密度对比图谱。

图2 (a) 介电常数实部与频率关系曲线，(b) 介电常数虚部与频率关系曲线，(c) 介电损耗正切值与频率关系曲线（PCF、Nb₂O₅/PCF 和 Nb-SA/PCF），(d) PCF 的二维反射损耗分布图，(e) Nb₂O₅/PCF 的二维反射损耗分布图，(f) Nb-SA/PCF 的二维反射损耗分布图，(g) 厚度为 2.0-3.5 mm 时的有效吸收带宽，(h) 中空多孔结构与非对称 NbN₃O₂ 配位对提升电磁波吸收性能的协同作用机制示意图。 

图3 (a) P-Nb-SA/PCF/ANF 薄膜的照片（展示其可弯曲和可折叠性），(b) P-Nb-SA/PCF/ANF 薄膜在 0 秒和 60 秒时的接触角测试图，(c) 轻质 P-Nb-SA/PCF/ANF 薄膜承载超过 700 克砝码的照片，(d)-(e) P-Nb-SA/PCF/ANF 薄膜在 100℃ 下 0-60 分钟的红外热成像图，(f)-(g) P-Nb-SA/PCF/ANF 薄膜的 RL 曲线及其二维反射损耗分布图。

Liu M, Ma Z, Huang L, et al Asymmetrically coordinated niobium single atoms on porous carbon nanoflowers for effective electromagnetic wave absorption. Nano Research, 2025 18(8): 94907602. 

https://doi.org/10.26599/NR.2025.94907602.