近日,我中心博士研究生周兵以第一作者在RSC旗下材料领域期刊Journal of Materials Chemistry C上发表题为“Fire/Heat-Resistant, Anti-Corrosion and Folding Ti3C2Tx MXene/Single-Walled Carbon Nanotube Film for Extreme-Environmental EMI Shielding and SolarThermal Conversion Applications”研究论文,冯跃战副教授为论文通讯作者。
目前,过渡金属碳化物/碳氮化物(Ti3C2Tx MXene)具有卓越的导电性、丰富的表面官能及特殊的二维层状结构,已然成为电磁屏蔽领域的明星材料。但是其自身力学强度低和易氧化等缺陷严重限制了它的应用范围。因此,如何制备一种兼具优异的力学性能和耐苛刻的应用环境的MXene基电磁屏蔽材料是一个巨大的挑战。
一维碳纳米管(CNTs)具有优异的导电性和较高的长径比,可以作为桥梁将二维MXene有效地串联成三维网状结构,不仅确保了优异的导电性而且提高了MXene的力学强度。基于此,我们通过真空抽滤的方法制备出MXene/CNTs柔性复合薄膜,其优异的电导率(0.1 Ω/sq)赋予了它超高的电磁屏蔽性能(78.9 dB @ 55 µm),当厚度提高到296 µm时,其电磁屏蔽性能达到108.1 dB。此外,类“砖瓦-泥浆”层状结构使此薄膜的力学强度提高到41.7 MPa。更重要的是,此薄膜可以在各种苛刻条件下保持长期稳定的电磁屏蔽性能。同时,它还具有出色的光热转换能力。因此,MXene/CNT薄膜在满足极端环境的实际应用中具有巨大的潜力。
该工作得到了国家重点研发项目(2019YFA0706802),国家自然科学基金(51903223, 12072325 和 22005277)和中国博士后科学基金(2018M642781)的资助。
论文信息:Fire/Heat-Resistant, Anti-Corrosion and Folding Ti3C2Tx MXene/Single-Walled Carbon Nanotube Film for Extreme-Environmental EMI Shielding and Solar-Thermal Conversion Applications, Bing Zhou, Yanli Li, Zhaoyang Li, Jianmin Ma,Keqing Zhou,Chuntai Liu, Changyu Shen, Yuezhan Feng. Journal of Materials Chemistry C,2021, 9, 10425.
链接:https://doi.org/10.1039/D1TC00289A