基于MXene的氣凝膠具有獨特的結構和性能，有望成為可穿戴電子產品的候選材料。然而，目前報道的基于MXene的氣凝膠拉伸性能較差，嚴重限制了其在可穿戴電子產品中的應用。在這里，通過MXene和柔性聚合物的協同組裝，結合單軸和雙軸熱壓策略，開發了前所未有的具有卷曲和折回微觀結構的具有高度可拉伸性的MXene氣凝膠。基于MXene的單軸熱壓元氣凝膠具有壓縮和卷曲的微觀結構，并具有高達427%的超高拉伸性能、高彈性、高壓縮性、壓縮和拉伸時的高抗疲勞性能以及接近零的泊松比。基于MXene的雙向熱壓元氣凝膠具有折返性的微觀結構，并在不同方向拉伸時實現了傳統氣凝膠從未實現的高拉伸性能和負泊松比。研究表明，它們可以用于超寬范圍的壓力/應變傳感器，高度可拉伸的摩擦電納米發電機，以及通過拉伸實現可調隔熱和焦耳加熱性能的智能熱管理。這項工作為具有接近零和負泊松比的高度可拉伸氣凝膠開辟了一條新途徑，有望應用于可穿戴電子產品、納米發電機、熱管理、能量存儲等領域。
圖1. 可拉伸熱壓MXene基氣凝膠的制備及應用。
圖2. 可拉伸MXene氣凝膠的化學結構、照片和形態。
圖3. 可拉伸MXene基氣凝膠的力學性能。
圖4. 壓縮和拉伸時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/應變傳感器及TENG的結構與性能。
圖6. MXene基氣凝膠的可調隔熱和焦耳加熱性能。
相關科研成果由同濟大學材料科學與工程學院Guoqing Zu等人于2023年發表在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
轉自《石墨烯研究》公眾號
