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在科技日新月异的今天，电磁辐射已成为现代城市生活中不可忽视的健康隐患。随着电子设备的普及与信息技术的飞速发展，我国城市电磁辐射量急剧增加，如何有效防控这一“无形威胁”，成为科研工作者亟待解决的重大课题。近日，由中国建筑材料科学研究总院有限公司（以下简称“中国建材总院”）完成的“建筑物高效、宽频电磁波防护多功能材料设计与制备技术及典型应用”项目荣获2023年度建筑材料科学技术奖技术发明类一等奖，这标志着我国在电磁防护建材领域取得了突破性进展。为此，《中国建材》杂志记者采访了该项目的主要负责人，中国建材总院教授级高工、绿色建筑材料国家重点实验室学术带头人冀志江，请他讲述这一创新成果背后的故事。
据资料显示，电磁辐射的增长，在我国城市中尤为显著。以杭州为例，从1991年至2006年的监测数据显示，该地区的平均辐射强度增长了17.5倍，年均增长率高达12.1%，这无疑给公众健康埋下了隐患。同时，重要防护工程对电磁防护材料的需求日益迫切。在此背景下，研发高效、宽频、多功能的电磁防护建筑材料，成为控制电磁辐射污染、守护人民健康与国家安全的重要举措之一。对此，冀志江表示，当前电磁防护特种建筑材料正朝着高防护效能、宽应用频段和多功能集成的方向迈进。在国家科技支撑计划和重点研发计划等强力支持下，环境功能材料团队面向多频段电磁辐射污染控制与国防工程多波段兼容伪装防护的应用需求，在国家科技支撑计划和重点研发计划等多项重大项目支持下，历经十多年科技攻关，突破了高效宽频电磁防护多功能材料设计、制备与应用关键技术，建立了全面自主的建筑物电磁防护材料技术体系，研发了系列化产品，并实现了产业化应用。“这个过程并非一帆风顺，曾遇到过很多挑战，但最终通过努力攻克了难关。”据冀志江回忆，项目初期面临了电磁防护建材阻抗匹配与电磁损耗无法兼顾，亟需新的设计理论方法突破；材料功能集成性差、应用技术不成体系，无法支撑工程建设；建筑材料电磁防护性能评价技术缺乏，影响科学评价与应用等难题。总之，如何实现建筑材料的高效能、宽频段电磁防护，以及如何将多种功能集成于单一材料中，满足工程应用，都是亟待解决的技术瓶颈。
为了攻克这些难题，团队经过多年不懈努力，创新性地提出了电磁防护建筑材料阻抗匹配与电磁损耗协同优化设计理论，采用材料组成结构多尺度、多机理电磁损耗设计方法，实现了电磁防护性能的大幅提升。其中，研发的超构、高效、宽频吸波功能水泥基材料，不仅突破了传统材料应用频带窄的局限，还成功实现了吸波与保温、吸波与屏蔽功能一体化的多功能集成，实现了多种功能的协同调控，大大降低了材料成本，提升了电磁防护功能性，工程应用中实现了便捷、高效施工。谈及这些新材料和技术的实际应用成效，冀志江如数家珍。项目的成功实施，突破了我国电磁防护功能建材的设计理论、填补了相关新材料技术空白，甚至超越了本领域的国际同行发展水平，尤其在解决国家一些重要工程的特殊需求方面。例如，发明的多品类装饰性吸波功能建筑新材料、高效宽频吸波功能水泥基材料以及吸波保温功能一体化新材料，已广泛应用于各类防护工程建设中。近三年来，项目主要完成单位和主要应用单位累计应用面积近10万平方米，创造产值近2亿元。这些材料在有效控制建筑空间电磁辐射污染、保障重要工程电磁安全方面发挥了不可替代的作用。
除了经济效益外，这些新材料和技术还取得了巨大的社会效益和环境效益。对此，冀志江表示，从社会效益来看，这些新材料和技术的应用，解决了国家战略性工程关键需求；突破了电磁污染防治所必需的建材设计和应用技术，支撑环境污染防控；创新了电磁防护材料的测试技术，填补技术空白。在环境效益方面，这些材料具有环保、节能的特点，符合国家绿色发展的战略要求。通过减少电磁辐射污染，有助于改善人们的居住环境，提升生活质量。
展望未来，冀志江对电磁防护建材领域的发展充满期待。他认为，随着5G、6G等新一代通信技术的迅猛发展，电磁环境将变得更加复杂，这对电磁防护建材提出了更高的要求。因此，他们需要继续深入研究高效、超宽频、智能化的电磁防护技术以适应未来需求。同时他还认为多功能化、智能化将成为电磁防护建材的重要发展方向。回顾自己在电磁防护建材领域的十几年研究经历冀教授感慨万分。他表示这段经历不仅让他收获了丰富的知识和经验，更让他对电磁防护建材的未来充满了信心和期待。
“接下来的时间，我将继续指导博士研究生，把中国建材总院的精神传承下去，为本领域的创新发展出谋划策。”冀志江表示，随着科技的进步和人们健康意识的提升，电磁防护建材的市场需求将会更加旺盛，这也将推动整个行业向更高水平发展。希望行业能够加强产学研合作，形成更加紧密的协同创新体系。通过整合各方资源，加速科技成果的转化和应用，推动电磁防护建材行业的快速发展。同时，也期待政府和社会各界给予更多的关注和支持，为行业的健康发展营造良好环境。
