電磁防護(hù)建材：筑起未來(lái)之盾——專訪綠色建筑材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)帶頭人冀志江

在科技日新月異的今天，電磁輻射已成為現(xiàn)代城市生活中不可忽視的健康隱患。隨著電子設(shè)備的普及與信息技術(shù)的飛速發(fā)展，我國(guó)城市電磁輻射量急劇增加，如何有效防控這一“無(wú)形威脅”，成為科研工作者亟待解決的重大課題。近日，由中國(guó)建筑材料科學(xué)研究總院有限公司（以下簡(jiǎn)稱“中國(guó)建材總院”）完成的“建筑物高效、寬頻電磁波防護(hù)多功能材料設(shè)計(jì)與制備技術(shù)及典型應(yīng)用”項(xiàng)目榮獲2023年度建筑材料科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)技術(shù)發(fā)明類一等獎(jiǎng)，這標(biāo)志著我國(guó)在電磁防護(hù)建材領(lǐng)域取得了突破性進(jìn)展。為此，《中國(guó)建材》雜志記者采訪了該項(xiàng)目的主要負(fù)責(zé)人，中國(guó)建材總院教授級(jí)高工、綠色建筑材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)帶頭人冀志江，請(qǐng)他講述這一創(chuàng)新成果背后的故事。

據(jù)資料顯示，電磁輻射的增長(zhǎng)，在我國(guó)城市中尤為顯著。以杭州為例，從1991年至2006年的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，該地區(qū)的平均輻射強(qiáng)度增長(zhǎng)了17.5倍，年均增長(zhǎng)率高達(dá)12.1%，這無(wú)疑給公眾健康埋下了隱患。同時(shí)，重要防護(hù)工程對(duì)電磁防護(hù)材料的需求日益迫切。在此背景下，研發(fā)高效、寬頻、多功能的電磁防護(hù)建筑材料，成為控制電磁輻射污染、守護(hù)人民健康與國(guó)家安全的重要舉措之一。對(duì)此，冀志江表示，當(dāng)前電磁防護(hù)特種建筑材料正朝著高防護(hù)效能、寬應(yīng)用頻段和多功能集成的方向邁進(jìn)。在國(guó)家科技支撐計(jì)劃和重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等強(qiáng)力支持下，環(huán)境功能材料團(tuán)隊(duì)面向多頻段電磁輻射污染控制與國(guó)防工程多波段兼容偽裝防護(hù)的應(yīng)用需求，在國(guó)家科技支撐計(jì)劃和重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等多項(xiàng)重大項(xiàng)目支持下，歷經(jīng)十多年科技攻關(guān)，突破了高效寬頻電磁防護(hù)多功能材料設(shè)計(jì)、制備與應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)，建立了全面自主的建筑物電磁防護(hù)材料技術(shù)體系，研發(fā)了系列化產(chǎn)品，并實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用?！斑@個(gè)過(guò)程并非一帆風(fēng)順，曾遇到過(guò)很多挑戰(zhàn)，但最終通過(guò)努力攻克了難關(guān)?！睋?jù)冀志江回憶，項(xiàng)目初期面臨了電磁防護(hù)建材阻抗匹配與電磁損耗無(wú)法兼顧，亟需新的設(shè)計(jì)理論方法突破；材料功能集成性差、應(yīng)用技術(shù)不成體系，無(wú)法支撐工程建設(shè)；建筑材料電磁防護(hù)性能評(píng)價(jià)技術(shù)缺乏，影響科學(xué)評(píng)價(jià)與應(yīng)用等難題。總之，如何實(shí)現(xiàn)建筑材料的高效能、寬頻段電磁防護(hù)，以及如何將多種功能集成于單一材料中，滿足工程應(yīng)用，都是亟待解決的技術(shù)瓶頸。

為了攻克這些難題，團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)多年不懈努力，創(chuàng)新性地提出了電磁防護(hù)建筑材料阻抗匹配與電磁損耗協(xié)同優(yōu)化設(shè)計(jì)理論，采用材料組成結(jié)構(gòu)多尺度、多機(jī)理電磁損耗設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)了電磁防護(hù)性能的大幅提升。其中，研發(fā)的超構(gòu)、高效、寬頻吸波功能水泥基材料，不僅突破了傳統(tǒng)材料應(yīng)用頻帶窄的局限，還成功實(shí)現(xiàn)了吸波與保溫、吸波與屏蔽功能一體化的多功能集成，實(shí)現(xiàn)了多種功能的協(xié)同調(diào)控，大大降低了材料成本，提升了電磁防護(hù)功能性，工程應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)了便捷、高效施工。談及這些新材料和技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用成效，冀志江如數(shù)家珍。項(xiàng)目的成功實(shí)施，突破了我國(guó)電磁防護(hù)功能建材的設(shè)計(jì)理論、填補(bǔ)了相關(guān)新材料技術(shù)空白，甚至超越了本領(lǐng)域的國(guó)際同行發(fā)展水平，尤其在解決國(guó)家一些重要工程的特殊需求方面。例如，發(fā)明的多品類裝飾性吸波功能建筑新材料、高效寬頻吸波功能水泥基材料以及吸波保溫功能一體化新材料，已廣泛應(yīng)用于各類防護(hù)工程建設(shè)中。近三年來(lái)，項(xiàng)目主要完成單位和主要應(yīng)用單位累計(jì)應(yīng)用面積近10萬(wàn)平方米，創(chuàng)造產(chǎn)值近2億元。這些材料在有效控制建筑空間電磁輻射污染、保障重要工程電磁安全方面發(fā)揮了不可替代的作用。

除了經(jīng)濟(jì)效益外，這些新材料和技術(shù)還取得了巨大的社會(huì)效益和環(huán)境效益。對(duì)此，冀志江表示，從社會(huì)效益來(lái)看，這些新材料和技術(shù)的應(yīng)用，解決了國(guó)家戰(zhàn)略性工程關(guān)鍵需求；突破了電磁污染防治所必需的建材設(shè)計(jì)和應(yīng)用技術(shù)，支撐環(huán)境污染防控；創(chuàng)新了電磁防護(hù)材料的測(cè)試技術(shù)，填補(bǔ)技術(shù)空白。在環(huán)境效益方面，這些材料具有環(huán)保、節(jié)能的特點(diǎn)，符合國(guó)家綠色發(fā)展的戰(zhàn)略要求。通過(guò)減少電磁輻射污染，有助于改善人們的居住環(huán)境，提升生活質(zhì)量。

展望未來(lái)，冀志江對(duì)電磁防護(hù)建材領(lǐng)域的發(fā)展充滿期待。他認(rèn)為，隨著5G、6G等新一代通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，電磁環(huán)境將變得更加復(fù)雜，這對(duì)電磁防護(hù)建材提出了更高的要求。因此，他們需要繼續(xù)深入研究高效、超寬頻、智能化的電磁防護(hù)技術(shù)以適應(yīng)未來(lái)需求。同時(shí)他還認(rèn)為多功能化、智能化將成為電磁防護(hù)建材的重要發(fā)展方向?；仡欁约涸陔姶欧雷o(hù)建材領(lǐng)域的十幾年研究經(jīng)歷冀教授感慨萬(wàn)分。他表示這段經(jīng)歷不僅讓他收獲了豐富的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，更讓他對(duì)電磁防護(hù)建材的未來(lái)充滿了信心和期待。

“接下來(lái)的時(shí)間，我將繼續(xù)指導(dǎo)博士研究生，把中國(guó)建材總院的精神傳承下去，為本領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展出謀劃策?！奔街窘硎?，隨著科技的進(jìn)步和人們健康意識(shí)的提升，電磁防護(hù)建材的市場(chǎng)需求將會(huì)更加旺盛，這也將推動(dòng)整個(gè)行業(yè)向更高水平發(fā)展。希望行業(yè)能夠加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研合作，形成更加緊密的協(xié)同創(chuàng)新體系。通過(guò)整合各方資源，加速科技成果的轉(zhuǎn)化和應(yīng)用，推動(dòng)電磁防護(hù)建材行業(yè)的快速發(fā)展。同時(shí)，也期待政府和社會(huì)各界給予更多的關(guān)注和支持，為行業(yè)的健康發(fā)展?fàn)I造良好環(huán)境。