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  隨著科技的飛速發展，人們對電磁波的使用已經達到了前所未有的高度和廣度，帶來技術革新和生活便利的同時，也帶來了危害和危險。電磁污染威脅健康；國防領域，在雷達探測重壓之下戰場武器裝備的生存能力面臨重大挑戰，如何高效吸收電磁波成為擺在科技人員面前的難題。而在自然界，經過上億年的自然選擇，動植物中早已涌現除了許許多多的電磁波收集專家，它們獨特結構帶來的超凡吸波能力，為人工設計新型吸波材料提供了寶貴的藍本。

  近日，中北大學王智教授、尹麗仙講師團隊聯合西安交通大學田小永教授團隊，受螺旋藻特殊微結構啟發，提出了一種三維螺旋形態的介電超材料結構，此結構具有區別于以往電磁吸波超材料的獨特電磁響應機制。該研究取得了以下方面的突破。

  1）超寬帶吸收：在2-40GHz頻段內，實現了 33.7 GHz (3.5–5.1 GHz，7.9–40 GHz, RL<-10 dB)；

  2）多損耗機制協同：材料損耗（極化損耗、導電損耗）與結構損耗（感應電流、電諧振、磁諧振、駐波效應）協同，實現了電磁波高效吸收；

  3）利用材料共混改性與3D打印一體化成形工藝，突破了螺旋形微波吸收結構加工局限性，為高性能隱身材料結構制造提供了有效策略。

圖1 仿生設計理念示意圖

圖2 螺旋超材料的幾何結構

圖3 螺旋超材料結構參數與吸波性能

圖4 多機制協同吸波原理

  相關研究成果以題為“A Bioinspired Helical Metamaterial for Broadband Electromagnetic Wave Absorption”發表在知名期刊Composite Part B-Engineering上。尹麗仙為論文第一作者，王智與尹麗仙為共同通訊作者。

  以上成果受到山西省基礎研究計劃項目（項目編號：202103021223206)和中國航空科學基金（項目編號：202400110U0001)的支持。

  論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2025.112685