二維過渡金屬碳化物和氮化物(MXenes)由于其多用途的表面化學(xué)性質(zhì)、高載流子遷移率、出色的金屬導(dǎo)電性以及在外加應(yīng)力下可調(diào)節(jié)的層間間距，在氣凝膠柔性壓阻傳感器中顯示出巨大的潛力。然而，由于納米片之間的相互作用較弱，純MXene氣凝膠表現(xiàn)出顯著的塑性變形或脆性力學(xué)性能。本文采用雙向冷凍和退火策略，制備了一系列具有有序板層結(jié)構(gòu)的MXene/聚酰亞胺/銀納米線復(fù)合氣凝膠。聚酰亞胺(PI)和銀納米線(AgNWs)的引入顯著改善了MXenes基氣凝膠的力學(xué)性能。所獲得的輕質(zhì)復(fù)合氣凝膠具有超彈性、可逆性大、優(yōu)異的穩(wěn)定性和優(yōu)異的抗疲勞性。此外，由于復(fù)合氣凝膠的高度排列的板層微觀結(jié)構(gòu)以及MXene和AgNWs優(yōu)異的電導(dǎo)率，復(fù)合氣凝膠表現(xiàn)出高靈敏度(規(guī)范因子~ 27.8)和超低檢測限(<0.6 Pa)的良好傳感性能。基于MXene/PI/AgNW復(fù)合氣凝膠，展示了一系列可穿戴傳感器的應(yīng)用。
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圖1. Ti
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x MXene和MPAC氣凝膠的制備與表征。
圖2. 氣凝膠的力學(xué)性能及變形機(jī)理。
圖3. MPAC氣凝膠的傳感性能。
圖4. 基于MPAC氣凝膠的可穿戴應(yīng)用。
相關(guān)科研成果由哈爾濱工業(yè)大學(xué)復(fù)合材料與結(jié)構(gòu)中心Qingyu Peng和Xiaodong He等人于2023年發(fā)表在ACS Applied Nano Materials（https://doi.org/10.1021/acsanm.3c03619）上。原文：Lightweight and Mechanically Robust MXene/Polyimide/Silver Nanowire Composite Aerogels for Flexible Piezoresistive Sensors。
原文鏈接：https://doi.org/10.1021/acsanm.3c03619
轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號(hào)
