随着精密电子与植入式医疗设备向高频、高集成方向发展，电磁辐射不仅干扰器件稳定运行，也对人体神经与免疫系统构成潜在威胁。尤其在穿戴式医疗设备、植入式电子器件和海洋隐身装备等含微生物的复杂环境中，吸波材料表面易发生细菌黏附和生物膜形成，酸性代谢产物会腐蚀界面、破坏微结构，最终导致吸波性能不可逆衰退。然而，现有抗菌吸波材料多依赖过渡金属及其氧化物的大量离子释放来实现杀菌，这种方式在长效生物相容性上存在明显隐患，可能引发炎症甚至遗传毒性。如何在“强吸收-抗菌-无毒”三者间取得平衡，是该领域依旧存在的科学问题和关键挑战。
物理系团队以轻木为前驱体，其衍生碳内部天然的蜂窝状孔道可为入射电磁波提供多重的散射-反射“波导”，通过在多孔碳骨架上引入Cu1.96S相，再利用溶剂热法将低溶性的AgCl作为Ag⁺可控释放源锚定其上，在二次处理过程中Ag⁺诱导的溶解-沉淀机制，使中间相原位转化为稳定的Cu1.8S与AgCl双相共存结构，从而在碳壁上重构出丰富的异质界面与氧空位，得到Cu1.8S/AgCl共修饰的薄壁多孔碳。为厘清性能调控规律，创新性地引入XGBoost机器学习耦合SHAP可解释性分析，定量解耦了各因素对反射损耗的贡献，明确了“阻抗匹配-衰减损耗-谐振吸收”三者协同的定量阈值，从理论上指导生物质碳基吸波材料的优化设计。最终，所研制的复合材料在实现强微波吸收的同时兼具广谱抗菌与良好生物相容性，为复杂微生物环境下的安全电磁防护材料设计提供了新思路。
近日，该成果以“Heterointerface reconstruction of balsa-derived thin-walled macroporous carbon enables biosafe microwave absorption and dual-nanozyme antibacterial activity”为题，发表于Acta Physico-Chimica Sinica（化学大类1区TOP，IF=13.5），2023级生物资源化学研究生唐道富和2022级信息与计算科学本科生缪晓宇为共同第一作者，殷鹏飞副教授为通讯作者，整体研究工作依托四川农业大学理学院完成，得到了四川省自然科学基金面上项目、中央引导地方科技发展面上项目及四川农业大学学科建设双支计划自由探索专项的资助。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.actphy.2026.100433
