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随着通信和电子设备的快速发展,电磁污染日益加剧,电磁波防护材料受到越来越多的关注,无论微波吸收材料还是电磁屏蔽材料都在追求强的电磁波吸收能力。而随着电子设备对便携性和使用环境要求的提高,电磁材料仅实现强吸收已经不能满足需求,轻质、柔性、耐高温等多功能复合成为新型电磁材料的发展方向。单原子或少原子层厚度的二维材料具有独特的二维结构、大的比表面积和表面修饰空间,为电磁材料的界面设计和性能优化奠定了基础。还原氧化石墨烯（Reduced graphene oxide,RGO）和二维过渡族金属碳化物（MXene）具有相似的二维层状结构,其表面均含有大量的官能团和本征缺陷,且电导率均较高,这些特性为其活性表面的修饰和电磁波衰减能力的优化提供了设计空间。本文通过对RGO和MXene进行表面改性和微结构设计（核壳结构、分级结构、叠层结构和定向分层结构）,构建了吸波剂的多维异质界面,研究了晶格缺陷、多尺度界面和孔结构对材料介电性质和电磁波衰减的作用机制。所制备的介电型吸波材料分别在X（8.212.4GHz）和Ku（12.418GHz）波段实现了>90%的入射电磁波在全波段被吸收。主要研究内容和结果如下:（1）研究了核壳型空心微球的微结构设计和电磁波吸收性能优化,以及核壳结构对电磁波衰减的作用机制。结果表明,通过静电吸附实现了氧化石墨烯在ZnO空心微球表面的包覆,这一ZnO@RGO微球的核壳结构解决了石墨烯材料容易堆叠团聚的缺点,增加了异质界面,优化了材料的阻抗匹配特性,而空心结构增加了入射电磁波的多重散射,从而提高了材料的电磁波衰减能力。同时,吸波剂的密度得以降低。ZnO@RGO空心微球的最小反射系数达-45.05dB（>99.99%的入射电磁波被吸收）,有效吸收带宽达3.3GHz。（2）研究了多维分级结构的设计和电磁波吸收性能优化,以及晶格缺陷和多尺度异质界面对电磁波衰减的作用机制。结果表明,在三维柔性RGO气凝胶中原位自生一维SiC纳米线提高了气凝胶的热稳定性,保持了材料的柔韧性,构建了多维度的导电网络结构,增加了RGO的表面缺陷,形成了RGO和SiC纳米线相互桥接的异质界面。这一分级结构增强了材料的极化弛豫行为,提高了材料的介电损耗能力,使得RGO/SiC纳米线气凝胶在X波段实现全频有效吸收的同时,将材料厚度降低22%。以RGO/SiC纳米线三维泡沫为基础,混合聚合物转化陶瓷前驱体和氧化石墨烯,通过裂解和烧结过程,制备了RGO/SiOC复相陶瓷,并研究了其在高温环境下的电磁性能和介电损耗机理。结果表明,氧化石墨烯的加入降低了SiC纳米线在SiOC陶瓷中的析晶温度,在SiOC陶瓷基体中构建了RGO/SiC纳米线的三维分级结构。相互桥接的SiC纳米线和还原氧化石墨烯提高了SiOC陶瓷的电磁波吸收性能。其在常温时的最小反射系数达-69.3dB（>99.9999%的电磁波被吸收）。在高温环境（673K）下,GO的添加量仅为2wt%时,即在X波段实现了93%的电磁波有效吸收。（3）研究了MXene层状结构的设计和电磁波吸收性能的优化,以及叠层结构对电磁波吸收的作用机制。通过刻蚀MAX相（Ti3AlC2）的中间Al层制备了多层MXene（Ti3C2Tx）,分别在氩气和二氧化碳气氛中对MXene进行热处理。结果表明,和MAX相相比,多层MXene的介电损耗能力大幅提高。在氩气气氛中热处理后,MXene的表面基团会与Ti层发生反应,在局部形成TiO2-C-Ti3C2Tx的三明治结构,这一结构进一步提高了MXene的介电损耗能力。在二氧化碳气氛中热处理,MXene中的碳层被完全剥离出来,形成取向排列的二维碳层和TiO2颗粒相间分布的叠层结构。独特的叠层取向结构大幅提高了碳层二维表面的利用率,构建了异质界面,增强了材料的电磁波衰减能力,实现了在Ku波段的全频有效吸收。（4）研究了取向分布的MXene（Ti3C2Tx和Ti2CTx）气凝胶的制备和电磁屏蔽性能,以及层状多孔结构对电磁波吸收和反射的作用机制。通过湿化学刻蚀工艺制备了少层MXene,并用双向冷冻干燥工艺制备了长程有序、取向分布的MXene气凝胶。结果表明,层状结构使MXene气凝胶具备了良好的压缩循环特性。MXene的本征缺陷、表面基团以及气凝胶的层状多孔结构使得气凝胶表现了以吸收为主的电磁屏蔽性能。Ti2CTx气凝胶的屏蔽效能达73.7dB,其中吸收屏蔽效能达64dB。对MXene气凝胶进行压缩,可降低其电阻和电导率,并提高气凝胶对入射电磁波的反射能力。