随着5G通信、便携式电子设备和先进雷达系统的全球性普及，低频电磁波（特别是S和C波段，2-8 GHz）污染问题日益凸显。与中高频段不同，低频电磁波波长更长、穿透性更强，传统吸波材料需增加厚度才能实现有效衰减，这与轻量化、薄型化的电磁防护需求形成根本性矛盾。因此，开发兼具高效低频吸收与多功能防护性能的新型材料，已成为电磁功能材料领域的关键难题。碳化硅（SiC）因其优异的热化学稳定性、机械强度及可调的介电性能，被认为是极端环境用吸波材料的理想候选。然而，单相SiC存在阻抗匹配差、吸收频带窄的固有局限，难以满足低频吸收需求。通常需引入磁性组分构建磁-介电协同损耗机制，但传统磁性材料存在高温易氧化、密度大等问题，制约了其在低频及恶劣环境下的应用。三维气凝胶结构凭借其高孔隙率、低密度和低热导率优势，已被证实是优化阻抗匹配、延长电磁波传播路径的有效策略。核壳异质结构则可构建丰富的界面，诱导界面极化和磁损耗，协同增强电磁波耗散。如何将二者协同集成，同时实现优异低频吸波性能与耐高温、隔热及机械强度的统一，是当前面临的重要科学挑战。

在本研究中，南京工业大学材料科学与工程学院沈晓冬教授、孔勇教授团队与南京信息工程大学邵高峰教授合作，创新性地提出了磁性硅化物限域型SiC气凝胶的设计范式。通过多组分协同溶胶-凝胶及碳热还原过程，成功制备了具有Co₂Si限域结构的SiC气凝胶（Co/S）。该策略巧妙利用PBO聚合物链诱导凝胶化，在碳热还原过程中实现了Co₂Si磁性核在SiC基体中的原位限域生长，形成了独特的磁-介电异质界面。

优化后的Co/S-1400气凝胶在低频段展现出卓越的电磁波吸收性能：在3.04 GHz（S波段）处实现最低反射损耗（RL_min）达-54.62 dB，有效吸收带宽2.85 GHz；Co/S-1500则在5 GHz（C波段）实现RL_min达-55.15 dB，并通过厚度调控精确覆盖5G n78（3.3-3.8 GHz）和n79（4.4-5.0 GHz）关键频段。雷达散射截面（RCS）模拟进一步证实，涂覆Co/S-1400的完美电导体在3.04 GHz处RCS降低值达32.9 dBm²，展现出优异的电磁波消散能力。此外，该气凝胶兼具优异的热管理性能：导热系数低至0.048 W·m⁻¹·K⁻¹，在200 °C热板和-25 °C冷板上均表现出稳定的热屏蔽效果；经酒精灯（~500 °C）和丁烷喷枪（~1200 °C）灼烧后，材料保持结构完整且无点燃收缩。

该材料在低频电磁波吸收、热防护与结构承载方面展现出广阔的应用前景，为5G通信系统、高性能电子器件及极端环境下飞行器的电磁兼容与热管理提供了新材料解决方案。这项工作通过限域型异质结构设计与气凝胶空间架构的协同集成，为研制轻质、宽频、高效的低频电磁波吸收材料开辟了新路径。相关研究成果以“In situ confinement of Co₂Si within SiC aerogels for low-frequency electromagnetic wave absorption”为题发表于Chemical Engineering Journal期刊。