近年来，上海海事大学范润华教授研究团队致力于具有负介电性能超常电磁介质的研究，在国际上开辟了超材料的新分支—负介材料，形成了鲜明的研究特色，并引领国内外10余个国家的30多个课题组开展该领域研究。研究团队与新加坡国立大学、山东大学合作者围绕超复合材料的设计构筑与性能调控开展研究，取得了阶段性研究成果，在《Acta Materialia》期刊的论文被入选ESI高被引论文。《Acta Materialia》是传统材料领域的国际顶级期刊，具有较高的国际影响力（SCI一区Top期刊，IF=7.656）。
电和磁具有对偶性，抗磁性材料被广泛研究，与之相对应的“抗电性”材料却很少提及。过去十年，负介材料随着电磁超材料的兴起逐渐引起研究者的兴趣，并被认为是缺失的“抗电性”材料。近年来的研究表明负介材料在无绕线电感、场效应晶体管、电磁波吸收和屏蔽，新型天线等领域具有重要应用潜力。在射频波段，负介电的响应机制主要有两种方式：（1）利用铁电体的介电谐振；（2）利用导体的等离振荡。在目前已有的研究中，两类负介电响应机理的比较非常有限，同时负介电数值变化规律模糊不清。针对这一问题，上海海事大学范润华教授、孙凯老师团队及合作者在BaTiO3/Ni超复合材料中研究了这两类负介电响应的阻抗特性、电导机制和因果关系，阐明了负介电的调控机制、并在获得负介电的前提下，利用Ni的磁谐振和导电环路的抗磁性实现了负磁导率，可用于构筑本征双负超材料，对推动负介材料的深入研究和应用具有理论指导意义。
图1. BaTiO3/Ni超复合材料中的两类负介电响应
相关结果发表在Acta Materialia，2020, 185：412-419（题目：Design and Analysis of Negative Permittivity Behaviors in Barium Titanate/Nickel Metacomposites）。论文链接参见：https://doi.org/10.1016/j.actamat.2019.12.034