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微波吸收材料在电磁波吸收方面的广泛应用引起了人们的大量关注。近年来，所设计的吸波材料往往需要具备吸收强度高、吸收频带宽、涂层厚度薄、质量轻等优点。设计吸波材料时，复介电常数和磁导率是必须考虑的重要参数。为了获得高效的吸波材料，需要调控复介电常数和磁导率这两种电磁参数，即优化阻抗匹配。对于介电性材料（比如金属和碳纳米结构材料），其导电性过高，导致它们的界面和空气之间阻抗匹配性差，进而导致吸波性能不理想。由于碳材料具有密度小、表面积大、稳定性好等优异的物理性能，因此可作为吸波材料的良好基体材料。然而，单一碳材料的导电性偏高、复介电常数过大，且仅具有较弱的介电损耗，因此碳材料的阻抗匹配性和吸波效果差。基于这种轻质基体材料的优势，可对其进行表面修饰，即包覆多孔或同轴多层结构的纳米薄膜以调控复介电常数和磁导率、优化阻抗匹配，从而提高吸波性能。 原子层沉积(ALD)和分子层沉积(MLD)均为高级薄膜制备技术，依赖连续的表面终端反应得到保形性良好、阶梯覆盖率高的涂层。尤其重要的是，ALD和MLD可用来设计和制备具有多层或多孔结构的薄膜，且可精确控制薄膜厚度、增加多重界面。本论文中，采用ALD和MLD在碳纳米纤维和多孔石墨烯泡沫(PGO)表面修饰多孔或同轴多层结构的纳米薄膜，并可用作高效吸波材料。具体的研究内容如下: 采用ALD设计并制备了多层交替的非磁性Al2O3和磁性Fe3O4纳米膜包覆碳纳米螺旋的复合材料。相比于初始碳螺旋，包覆后的碳螺旋的反射损耗显著降低、吸收频宽变宽。通过改变ALD循环次数，可精确调节单层膜厚度和层数，从而调控电磁参数，并可方便地对吸波性能进行有效调控。吸收性能的增强主要是由于包覆多层交替薄膜之后，包覆样品的复介电常数和磁导率得到优化，从而提高了阻抗匹配性。另外，交替多层纳米结构、复合材料独特的螺旋形貌、多重反射和极化作用以及磁性组分高效的磁损耗也可有效衰减并耗散电磁波。这些结果证明了ALD的独特优势非常有利于对碳纳米结构材料和磁性材料进行复合，方便地设计频率可调、轻质、高效的微波吸收材料。而且，作为一种调控吸波性能的新策略，采用ALD可方便调控电磁参数，因此可用来制备其他种类的具有多层交替异质纳米结构的新型高效吸波材料。 以静电纺丝碳纳米纤维为基体材料，提出了一种优化介电损耗材料阻抗匹配的新策略。基于ALD可方便得到不同含量的Al2O3掺杂ZnO(AZO)纳米薄膜的优势，首次采用ALD在电纺碳纤维表面巧妙设计并沉积了导电渐变性多层梯度膜。这种新颖的纳米复合膜由5层介电性单层膜组成:Al2O3、AZO(Al2O3与ZnO的脉冲循环比为5∶1)、ZnO、AZO(10∶1)、AZO(20∶1)。作为调节碳纤维表面与空气之间的阻抗匹配过渡媒介，这种梯度薄膜可有效提高阻抗匹配性，从而改善吸收性能。因此，包覆适当厚度的梯度膜，可显著提高电纺碳纤维的吸波性能，吸收峰值在16.2GHz可达到-58.5dB，而吸收涂层厚度仅为1.8mm。优异的吸波性能可归因于良好的介电损耗、源于独特多层结构的壳层散射和多重极化以及多层梯度膜可作为调节阻抗匹配的过渡媒介。这些结果有助于进一步理解阻抗匹配对提高微波吸收性能的重要贡献。这种设计吸波材料的方法具有普适性，可用于提高其他介电材料的吸波性能，甚至可用于其他领域。 通过控制表面官能团的耦合反应，采用MLD设计并制备了含Fe有机-无机杂化膜，并对PGO进行表面修饰，经过热处理可得到多孔Fe2O3(PFO)纳米薄膜包覆的PGO，即为具有独特多孔结构的PGO-PFO复合物。由于氨基的引入，可对PGO进行原位N掺杂。得益于MLD优异的保形性，在PGO表面的平整区域和褶皱处均包覆有均匀的PFO纳米粒子膜。可通过改变沉积循环次数对吸波性能进行有效调控，包括吸收强度、吸收频宽和匹配频率。进行240次MLD循环，涂层厚度为2.18mm时，吸收峰值在8.16GHz处可达到-64.4dB。吸波性能的提高可归因于PGO-PFO优异的介电损耗、磁性组分的磁损耗以及大量多孔结构的多重反射作用。而且，有机-无机杂化膜在热解过程中形成的大量N原子可作为散射中心耗散电磁波。这种MLD方法具有普适性，还可用于制备多孔Al2O3、ZnO和TiO2等多种有机-无机杂化膜，为设计具有多孔结构的新型高效吸波材料提供了新思路。