基于MXene的薄膜纳米复合材料的作用的最新进展

最近，美国空军研究实验室DhritiNepal小组发表了一篇评论文章，标题为“ TowardArchitectedNanocomposites：MXenesandBeyond”。在“ ACSNANO”上，其总结了层状结构在基于MXene的薄膜纳米复合材料中的作用的最新进展，强调了优异的EMI屏蔽，透明性和机械强度。
基于MXenes的多功能纳米复合材料（来源：ACSNANO）受到自然原理的分层结构和渐变特性的启发。研究人员使用基于二甲苯的层状结构纳米复合材料来使材料具有更好的性能。
例如，通过分层梯度结构开发的基于MXenes，纤维素纳米纤维和聚多巴胺（PDA）的软起动器具有高拉伸强度（237.1MPa），高杨氏模量（8.5GPa）和出色的韧性（10.9MJ / m3）。该膜使用MXenes和聚多巴胺的分层结构模拟珍珠母而显影。
与MXenes薄膜相比，这些具有珍珠质中心排列结构的薄膜具有显着增强的拉伸强度（约7倍）和韧性（约12倍）），这也有利于MXene薄膜具有高导电性，出色的EMI屏蔽和环境稳定。 Mxenes纳米复合材料（来源：ACSNANO）目前面临的问题是要实现最高的性能值（FoMe =σdc/σop，即电导率与光导率之比），同时还要表现出出色的EMI屏蔽性能和机械柔韧性。
研究人员可以得出结论，可以实现以下四种策略：材料选择，界面的精确工程，层次结构以及不同长度尺度上的地形控制。例如，纳米银线膜以其优异的透明性和导电性而闻名。
AgNWs和Mxene的层状结构可以通过LbL喷涂获得，然后通过毛细管力在纳米级焊接每一层的方法，不仅保留了传输速率，而且还提高了导电性。最终的层状结构在恒定的1.3mm半径下经受了3000次弯曲循环，表明这些膜在复杂变形下的长期耐用性。
这种具有导电，透明和机械柔性膜的分层体系结构是定制的微波吸收技术，提供了可行的解决方案。透明的MXene /银纳米线（MA）膜（来源：ACSNANO）未来，通过将工程解决方案与MXenes的灵感结合起来，基于Mxene的纳米复合材料可应用于可穿戴，便携式和可植入电子产品的多功能结构中该结构可以根据频率定制电磁响应，实现多功能性，并选择性地处理从微波到太赫兹波长的信息。