3D打印蜂窝状

Zhang通过熔融共混的方式把石墨烯和聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）融合到一起，接着又拿亚临界 CO2 当作发泡剂，做出了石墨烯 / PMMA 泡沫吸波体。当石墨烯的量达到特定比例，比如说体积含量为 1.8% 的时候，在 8 到 12GHz 这个频率区间里，电磁干扰屏蔽效率能达到 13 到 19dB 呢。用这种方法确实能做出吸波性能还比较好的吸波体，不过呢，它也有不足的地方。制作过程特别繁琐复杂，反应所需要的条件很严苛，而且吸波体的结构没办法很好地控制。要是泡沫吸波体里的孔隙变得特别大，就很容易演变成更大的裂缝，这样一来泡沫吸波体就很容易破碎了。

相比之下，用 3D 打印制作出来的蜂窝状吸波体就不一样啦。它在结构上是可以控制的，这样就能让材料分布得更加均匀，对提升吸波性能很有好处。这个蜂窝状吸波体是在课题组之前做的工作基础上开展的。课题组之前依据四分之一波长理论确定了各个功能层的大小尺寸，还确定了各个功能层要用的材料。

用 FDM 制造工艺做出了蜂窝状吸波体，接着在微波暗室当中，用弓形法测试了蜂窝状吸波体在 TE 波段 8 到 18GHz 频率范围内的反射损耗情况。把测出来的结果和之前打印的平板状吸波体进行对比，就会发现跟平板状吸波体相比，蜂窝状吸波体在很多方面都有很大的提升。比如在重量轻、频率范围宽、吸收能力强等方面都有显著的进步。根据传输线理论来分析蜂窝状吸波体的吸波原理，是这样的：因为蜂窝状吸波体里面有正六边形的孔洞，所以电磁波进入吸波体内部就变得更加容易了，这样它的阻抗匹配效果就更好。另外呢，在孔洞的棱边上，射进来的电磁波会在边缘位置发生衍射现象，这会让电磁波的传播方向发生偏转，从而导致多次反射。上下表面反射的电磁波会相互干涉抵消。