MXene气凝胶在许多重要的功能应用中,特别是电磁干扰(EMI)屏蔽领域,显示出巨大的潜力。然而,由于MXene难以实现可定制的多孔结构、优异的机械弹性和在空气中所需的抗氧化能力,制造具有机械超弹性、空气稳定性和耐久性的MXene气凝胶,以在低浓度下实现有效的EMI防护一直是一个巨大的挑战。
近期,福州大学施永乾教授&南昆士兰大学宋平安教授报告了一种通过在冷冻干燥过程中共组装MXene和纤维素纳米纤维,然后用阻燃热塑性聚氨酯(TPU)进行表面封装来制备MXene复合气凝胶的简单策略。由于最大限度地利用了MXene的孔隙结构,并且多次内部反射增强了导电损耗,所制备的含3.14wt%MXene的气凝胶表现出93.5dB的极高EMI屏蔽效率和2977.71dB g g-1的超高MXene利用率,是先前研究数值的三倍。由于存在多重氢键和TPU弹性体,该气凝胶表现出超弹性特征,具有附加的强度、优异的稳定性、出色的耐久性和高防火安全性。总体而言,这项研究为制造多功能气凝胶提供了一种简单的策略,在EMI防护、可穿戴设备、热管理、压力传感和智能火灾监测方面具有巨大的应用潜力。
图1.CNF-MXene复合气凝胶(CMTS)的制备与表征。
图2.CNF-MXene复合气凝胶(CMTS)的结构表征。
图3.CNF-MXene复合气凝胶具有优异的EMI效率。
图4.卓越的耐久性和机械坚固性。
图5.制备的MXene复合气凝胶的多功能性。
该工作以“Hyperelastic, Robust, Fire-Safe Multifunctional MXene Aerogels with Unprecedented Electromagnetic Interference Shielding Efficiency”为题发表在《Advanced Functional Materials》(DOI:10.1002/adfm.202306884)上。
论文链接:https://doi.org/10.1002/adfm.202306884