基于MXene的氣凝膠具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和性能，有望成為可穿戴電子產(chǎn)品的候選材料。然而，目前報(bào)道的基于MXene的氣凝膠拉伸性能較差，嚴(yán)重限制了其在可穿戴電子產(chǎn)品中的應(yīng)用。在這里，通過MXene和柔性聚合物的協(xié)同組裝，結(jié)合單軸和雙軸熱壓策略，開發(fā)了前所未有的具有卷曲和折回微觀結(jié)構(gòu)的具有高度可拉伸性的MXene氣凝膠。基于MXene的單軸熱壓元?dú)饽z具有壓縮和卷曲的微觀結(jié)構(gòu)，并具有高達(dá)427%的超高拉伸性能、高彈性、高壓縮性、壓縮和拉伸時(shí)的高抗疲勞性能以及接近零的泊松比。基于MXene的雙向熱壓元?dú)饽z具有折返性的微觀結(jié)構(gòu)，并在不同方向拉伸時(shí)實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)氣凝膠從未實(shí)現(xiàn)的高拉伸性能和負(fù)泊松比。研究表明，它們可以用于超寬范圍的壓力/應(yīng)變傳感器，高度可拉伸的摩擦電納米發(fā)電機(jī)，以及通過拉伸實(shí)現(xiàn)可調(diào)隔熱和焦耳加熱性能的智能熱管理。這項(xiàng)工作為具有接近零和負(fù)泊松比的高度可拉伸氣凝膠開辟了一條新途徑，有望應(yīng)用于可穿戴電子產(chǎn)品、納米發(fā)電機(jī)、熱管理、能量存儲等領(lǐng)域。
圖1. 可拉伸熱壓MXene基氣凝膠的制備及應(yīng)用。
圖2. 可拉伸MXene氣凝膠的化學(xué)結(jié)構(gòu)、照片和形態(tài)。
圖3. 可拉伸MXene基氣凝膠的力學(xué)性能。
圖4. 壓縮和拉伸時(shí)MPS-UHP和MPS-BHP的原位形貌。
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圖5。基于MXene氣凝膠的壓力/應(yīng)變傳感器及TENG的結(jié)構(gòu)與性能。
圖6. MXene基氣凝膠的可調(diào)隔熱和焦耳加熱性能。
相關(guān)科研成果由同濟(jì)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院Guoqing Zu等人于2023年發(fā)表在Advanced Functional Materials（DOI: 10.1002/adfm.202308537）上。原文：Highly Stretchable MXene-based Meta-Aerogels with Near-Zero and Negative Poisson’s Ratios。
原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202308537
轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號
