麥姆斯咨詢獲悉，近期，中國(guó)科大蘇州高等研究院仿生界面材料科學(xué)全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室程群峰教授課題組與周天柱特任研究員課題組合作，在國(guó)際期刊《Advanced Materials》期刊上發(fā)表了綜述文章“Defect-Elimination Strategies for Fabricating High-Strength and Highly Conductive MXene Fibers”。該文章系統(tǒng)梳理并深入討論了近十年來在制備高強(qiáng)度、高導(dǎo)電性的MXene纖維過程中的缺陷消除策略，以及相關(guān)纖維在傳感器等可穿戴電子紡織品中的多功能應(yīng)用進(jìn)展。同時(shí)，文章還對(duì)該領(lǐng)域未來可能面臨的挑戰(zhàn)及潛在解決思路進(jìn)行了展望，為相關(guān)研究提供了有效指導(dǎo)。
高強(qiáng)高導(dǎo)電MXene纖維的缺陷消除策略及應(yīng)用
高性能導(dǎo)電纖維作為可穿戴電子紡織品的重要組成單元，廣泛應(yīng)用于健康監(jiān)測(cè)、人機(jī)交互、運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)、能量存儲(chǔ)與收集、熱管理及電磁干擾（EMI）屏蔽等航空航天及日常生活中的多個(gè)領(lǐng)域。二維（2D）過渡金屬碳化物和氮化物（MXenes）納米片因其卓越的力學(xué)、電學(xué)、電化學(xué)及光熱轉(zhuǎn)換性能，以及良好的溶液加工性，使其在制造高性能導(dǎo)電MXene纖維方面展現(xiàn)出極大的前景。
然而，由于MXene納米片組裝成宏觀纖維的過程中，界面相互作用弱、結(jié)構(gòu)無序及納米片褶皺等問題常常導(dǎo)致纖維內(nèi)部產(chǎn)生孔隙缺陷，從而阻礙應(yīng)力傳遞效率和電子傳輸，限制了宏觀MXene纖維的整體性能。文章系統(tǒng)綜述了近十年來基于MXene納米片制備的高強(qiáng)度、高導(dǎo)電性MXene纖維的研究進(jìn)展。
MXene纖維機(jī)械強(qiáng)度和導(dǎo)電性能的演變時(shí)間線及其研究進(jìn)展
首先，概述了MXene納米片的結(jié)構(gòu)及其性能優(yōu)勢(shì)，包括機(jī)械性能、導(dǎo)電性和電化學(xué)性能，這些特性對(duì)MXene纖維的性能表現(xiàn)具有重要影響。在此基礎(chǔ)上，系統(tǒng)總結(jié)了不同組裝結(jié)構(gòu)的MXene纖維制備方法，并討論了每種方法的優(yōu)缺點(diǎn)及面臨的挑戰(zhàn)。進(jìn)一步地，深入探討了優(yōu)化MXene纖維機(jī)械性能和導(dǎo)電性的缺陷消除策略，重點(diǎn)關(guān)注改善納米片排列、強(qiáng)化界面相互作用和消除纖維內(nèi)部孔隙的創(chuàng)新組裝技術(shù)，這些都是構(gòu)建高性能導(dǎo)電MXene纖維的關(guān)鍵因素。
與此同時(shí)，文章還介紹了近年來高性能MXene纖維在傳感器、能源存儲(chǔ)與收集、人造肌肉、熱管理、EMI屏蔽、導(dǎo)線及無線通信等柔性可穿戴紡織品領(lǐng)域的代表性多功能應(yīng)用。最后，文章討論了不同結(jié)構(gòu)MXene纖維的優(yōu)勢(shì)以及所面臨的關(guān)鍵問題和挑戰(zhàn)，并提出通過界面設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)調(diào)控來制造高性能MXene纖維的潛在策略。綜述為推動(dòng)MXene纖維的研究及其實(shí)際應(yīng)用提供了系統(tǒng)性的參考與有益指引。
中國(guó)科大蘇州高等研究院的梁程為論文第一作者，通訊作者為中國(guó)科大蘇州高等研究院程群峰教授和周天柱特任研究員，中國(guó)科大蘇州高等研究院為論文第一單位。該工作得到中國(guó)科大蘇州高等研究院和仿生界面材料科學(xué)全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等平臺(tái)的大力支持。該工作還得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家杰出青年科學(xué)基金、科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、蘇州實(shí)驗(yàn)室開放課題基金、蘇州市仿生界面科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室以及科學(xué)探索獎(jiǎng)等項(xiàng)目的資助。
《石墨烯和二維材料技術(shù)及市場(chǎng)-2026版》
《傳感器技術(shù)及市場(chǎng)-2026版》
《面向可穿戴設(shè)備的傳感器和執(zhí)行器-2025版》
《可穿戴傳感器技術(shù)及市場(chǎng)-2025版》
《印刷和柔性傳感器技術(shù)及市場(chǎng)-2024版》
《電子皮膚貼片技術(shù)及市場(chǎng)-2022版》
