The spatial anisotropic arrangement of magnetic particles is expected to increase the magnetic resonance frequency of magnetic particles and optimize the magnetic loss. Herein, helical carbon nanocoils were used as a chiral template to induce the spatial spiral distribution of Fe3O4 particles. Meanwhile, a linear control group was constructed with carbon nanofibers as a template. The three-dimensional spiral structure promotes the confined growth and uniform distribution of Fe3O4 particles. Due to the enhanced magnetic property, chiral samples exhibited superior impedance matching compared to linear samples. Experimental tests and theoretical simulation confirm that the spatial anisotropic distribution helps to increase magnetic loss and optimize impedance matching. This work illustrates the important role of chiral structure in improving the magnetic anisotropy of magnetic nanoparticles and provides an effective strategy for optimizing electromagnetic wave dissipation.

1.
W.
Feng
,
H.
Luo
,
Y.
Wang
,
S.
Zeng
,
Y.
Tan
,
L.
Deng
,
X.
Zhou
,
H.
Zhang
, and
S.
Peng
,
Sci. Rep.
9
,
3957
(
2019
).
2.
Z. H.
Zhao
,
L. M.
Zhang
, and
H. J.
Wu
,
Adv. Mater.
34
,
2205376
(
2022
).
3.
X. J.
Zeng
,
X. Y.
Cheng
,
R. H.
Yu
, and
G. D.
Stucky
,
Carbon
168
,
606
(
2020
).
4.
Y.
Liu
,
Y.
Fu
,
L.
Liu
,
W.
Li
,
J.
Guan
, and
G.
Tong
,
ACS Appl. Mater. Interfaces
10
,
16511
(
2018
).
5.
Y.
Liu
,
Y.
Li
,
K.
Jiang
,
G.
Tong
,
T.
Lv
, and
W.
Wu
,
J. Mater. Chem. C.
4
,
7316
(
2016
).
6.
G. X.
Tong
,
Y.
Liu
,
T. T.
Cui
,
Y. N.
Li
,
Y. T.
Zhao
, and
J. G.
Guan
,
Appl. Phys. Lett.
108
(
7
),
072905
(
2016
).
7.
Y.
Du
,
W.
Liu
,
R.
Qiang
,
Y.
Wang
,
X.
Han
,
J.
Ma
, and
P.
Xu
,
ACS Appl. Mater. Interfaces
6
,
12997
(
2014
).
8.
G. Z.
Wang
,
Z.
Gao
,
S. W.
Tang
,
C. Q.
Chen
,
F. F.
Duan
,
S. C.
Zhao
,
S. W.
Lin
,
Y. H.
Feng
,
L.
Zhou
, and
Y.
Qin
,
ACS Nano.
6
,
11009
(
2012
).
9.
J.
Pan
,
R.
Zhang
,
J.
Ling
,
M.
Wang
,
Z.
Li
,
Z.
Zhen
,
L.
He
, and
H.
Zhu
,
J. Materiomics
7
,
957
(
2021
).
10.
Y.
Zhang
,
M.
Piao
,
H.
Zhang
,
F.
Zhang
,
J.
Chu
,
X.
Wang
,
H.
Shi
, and
C.
Li
,
J. Magn. Magn. Mater.
486
,
165272
(
2019
).
11.
X.
Kou
,
Y.
Zhao
,
L.
Xu
,
Z.
Kang
,
Y.
Wang
,
Z.
Zou
,
P.
Huang
,
Q.
Wang
,
G.
Su
,
Y.
Yang
, and
Y.
Sun
,
J Colloid Interface Sci.
615
,
685
(
2022
).
12.
B.
Yang
,
J.
Fang
,
C.
Xu
,
H.
Cao
,
R.
Zhang
,
B.
Zhao
,
M.
Huang
,
X.
Wang
,
H.
Lv
, and
R.
Che
,
Nano-Micro Lett.
14
,
170
(
2022
).
13.
R.
Raj
and
V. R.
Reddy
,
J. Magn. Magn. Mater.
596
,
171974
(
2024
).
14.
Z.
He
,
Y.
Lu
,
L.
Wu
,
F.
Wang
,
W.
Shao
,
S.
Fu
, and
G.
Tong
,
Adv. Mater. Interfaces
7
,
2000219
(
2020
).
15.
Z. D.
He
,
L. W.
Wu
,
Y.
Liu
,
Y.
Lu
,
F. Q.
Wang
,
W.
Shao
,
S. H.
Fu
, and
G. X.
Tong
,
J. Appl. Phys. Lett.
127
(
17
),
174901
(
2020
).
16.
Y.
Zhao
,
X.
Zuo
,
Y.
Guo
,
H.
Huang
,
H.
Zhang
,
T.
Wang
,
N.
Wen
,
H.
Chen
,
T.
Cong
,
J.
Muhammad
,
X.
Yang
,
X.
Wang
,
Z.
Fan
, and
L.
Pan
,
Nanomicro Lett.
13
,
144
(
2021
).
17.
H.
Pan
,
L.
Xu
,
K.
Li
,
T.
Li
,
Y.
Shen
, and
L.
Wang
,
Mater. Sci. Eng.: B
296
,
116714
(
2023
).
18.
Y.
Zhao
,
H.
Zhang
,
X.
Yang
,
H.
Huang
,
G.
Zhao
,
T.
Cong
,
X.
Zuo
,
Z.
fan
,
S.
Yang
, and
L.
Pan
,
Carbon
171
,
395
(
2021
).
19.
Y.
Zhao
,
Z.
Lin
,
L.
Huang
,
Z.
Meng
,
H.
Yu
,
X.
Kou
,
Z.
Zou
,
P.
Huang
,
Y.
Wang
,
D.
Xi
,
P.
Yin
,
G.
Su
,
Z.
Fan
,
Z.
Su
,
D.
Xu
,
L.
Pan
, and
L.
Xu
,
J. Mater. Sci. Technol.
166
,
34
(
2023
).
20.
F.
Pan
,
L.
Cai
,
Y. Y.
Shi
,
Y. Y.
Dong
,
X. J.
Zhu
,
J.
Cheng
,
H. J.
Jiang
,
X.
Wang
,
S.
Zhong
, and
W.
Lu
,
Chem. Eng. J.
434
,
133865
(
2022
).
21.
X.
Zhang
,
J.
Qiao
,
Y. Y.
Jiang
,
F. L.
Wang
,
X. L.
Tian
,
Z.
Wang
,
L. L.
Wu
,
W.
Liu
, and
J. R.
Liu
,
Nano-Micro Lett.
13
,
135
(
2021
).
22.
T. A.
Tuan
,
N. Q.
Bau
,
N. D.
Nam
,
C. T. V.
Ba
, and
N. T. T.
Nhan
,
J. Phys. Soc. Jpn.
92
,
064401
(
2023
).
23.
T. Q.
Hou
,
J. W.
Wang
,
T. T.
Zheng
,
Y.
Liu
,
G. L.
Wu
, and
P. F.
Yin
,
Small
19
(
42
),
e2303463
(
2023
).
24.
C.
Liu
,
S.
Liu
,
X.
Feng
,
K.
Zhu
,
G.
Lin
,
Z.
Bai
,
L.
Wang
, and
X.
Liu
,
Chem. Eng. J.
452
,
139483
(
2023
).
25.
Y.
Guo
,
Y.
Duan
,
X.
Liu
,
H.
Zhang
,
T.
Yuan
,
N.
Wen
,
C.
Li
,
H.
Pan
,
Z.
Fan
, and
L.
Pan
,
Small
19
,
e2308809
(
2023
).
26.
H.
Yu
,
X.
Kou
,
X.
Zuo
,
D.
Xi
,
H.
Guan
,
P.
Yin
,
L.
Xu
, and
Y.
Zhao
,
J. Mater. Sci. Technol.
176
,
176
(
2024
).
27.
X. T.
Kong
,
L.
Zhang
,
H.
Li
, and
X. B.
Zhu
,
Appl. Phys. Lett.
123
(
2
),
021902
(
2023
).
28.
Y. A.
Shi
,
B.
Li
,
X. Y.
Jiang
,
X.
Zhang
,
X. T.
Zhang
,
Y. J.
Chen
, and
C. L.
Zhu
,
Appl. Phys. Lett.
121
(
7
),
073102
(
2022
).
29.
M.
Chang
,
Z. R.
Jia
,
G. L.
Wu
, and
P. F.
Yin
,
Appl. Phys. Lett.
122
(
13
),
131901
(
2023
).
30.
Z. Y.
Wang
,
Z.
Wang
, and
M.
Ning
,
Constr. Build. Mater.
259
,
119863
(
2020
).
31.
L. J.
Rao
,
L.
Wang
,
C. D.
Yang
,
R. X.
Zhang
,
J. C.
Zhang
,
C. Y.
Liang
, and
R. C.
Che
,
Adv. Funct. Mater.
33
(
16
),
2213258
(
2023
).
32.
M. Y.
Yuan
,
B. A.
Zhao
,
C. D.
Yang
,
K.
Pei
,
L. Y.
Wang
,
R. X.
Zhang
,
W. B.
You
,
X. H.
Liu
,
X. F.
Zhang
, and
R. C.
Che
,
Adv. Funct. Mater.
32
(
33
),
2203161
(
2022
).
33.
X.
Zhu
,
H.
Qiu
, and
P.
Chen
,
J. Alloys Compd.
908
,
164620
(
2022
).
34.
S. T.
Gao
,
Y. C.
Zhang
,
X. Z.
Zhang
,
F. C.
Jiao
,
T.
Liu
,
H. X.
Li
,
Y. H.
Bai
, and
C. L.
Wu
,
J. Alloys Compd.
952
,
170016
(
2023
).
35.
X.
Zhang
,
X. L.
Tian
,
J.
Qiao
,
X. R.
Fang
,
K. Y.
Liu
,
C.
Liu
,
J. P.
Lin
,
L. T.
Li
,
W.
Liu
,
J. R.
Liu
, and
Z. H.
Zeng
,
Small
19
,
2370330
(
2023
).
36.
X.
Jia
,
J.
Wang
,
X.
Zhu
,
T.
Wang
,
F.
Yang
,
W.
Dong
,
G.
Wang
,
H.
Yang
, and
F.
Wei
,
J. Alloys Compd.
697
,
138
(
2017
).

Supplementary Material

You do not currently have access to this content.