中空多壳层结构在电磁波领域中的应用

张 振，毛 丹，杨 梅，于然波

（1.北京科技大学冶金与生态工程学院,北京100083；2.中国科学院过程工程研究所,生化工程国家重点实验室,北京100190；3.中国科学院大学,北京100049）

电磁波作为一种能量存在形式，在人类的生产生活中发挥着重要作用. 根据电磁波波长及频率的不同，可以将电磁波分类为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线以及伽马射线等［1，2］. 不同频率的电磁波对应着不同领域的应用，如表1所示. 低频率的无线电波通常可以作为信息传输的载体，主要用于通信领域；在防止信息泄露及军事隐身应用中，则需要将这部分电磁波尽可能地捕获，并转化成热能等耗散出去［3，4］. 波长较长的红外光一般用于光热医疗或热成像［5～8］等领域. 占太阳辐射总能量57%的可见光与近紫外光是丰富的自然辐射源，是实现光电或光化转换的主要能量来源［9，10］. 高频的电磁波如紫外线、X射线、伽马射线等具有很强的穿透能力，常用于消毒杀菌［11～14］、医学治疗［15］、生物成像及晶体分析［16，17］等领域；但是，长时间接触高频电磁波会对人体造成伤害，对这类电磁波的有效探测与屏蔽也同样重要［18，19］.

Table 1 Classification and application of electromagnetic waves

中空结构可以使电磁波在空腔内部多次反射和散射，同时具有低密度和高比表面积，进而能够提高电磁波的吸收与利用效率，已广泛应用于电磁波相关的各个领域［20～26］. 近年来兴起的中空多壳层结构（HoMSs）是一种以纳米颗粒为结构单元构筑而成的具有多界面、多维度的微纳米级宏观组装体，具有次……