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MXene模板聚吡咯仿珍珠复合纸,实现电磁干扰屏蔽。 具有强韧性、超柔性和多功能性的基于MXene的电磁干扰(EMI)屏蔽纳米复合薄膜在人工智能、无线通信和便携/可穿戴电子设备应用中展现出巨大潜力。本工作通过杂环芳纶(HA)/MXene水凝胶模板辅助聚吡咯(PPy)原位组装策略,制备了大尺寸、高强度、超韧性且具有优异复杂环境耐受性的仿珍珠层多功能HA/MXene@PPy (HMP)纳米复合纸。受益于"砖-泥"层状结构以及MXene、HA和PPy之间的强氢键相互作用,该复合纸表现出显著的机械性能,包括高抗拉强度(309.7 MPa)、出色的韧性(57.6 MJ m−3)、优异的可折叠性和抗超声稳定性。通过利用HA/MXene的模板效应引导导电聚合物的组装,合成的复合纸获得了优异的电子导电性。更重要的是,高度连续的导电通路使纳米复合纸在超薄厚度(25.4 μm)下实现了54.1 dB的优异电磁干扰屏蔽效能(EMI SE)和17,204.7 dB cm2 g−1的高比EMI SE。此外,该复合纸在电磁防护、电/光热除冰、热疗和防火安全方面也具有卓越的应用前景。这些发现为开发具有巨大应用潜力的高性能多功能MXene基薄膜材料提供了新思路。 创新点分析: 1. 通过仿生设计实现了材料结构和性能的突破性创新,成功构建了具有"砖-泥"层状结构的复合材料体系,显著提升了材料的力学性能和功能特性 2. 在材料制备方面实现了重要突破,开发出杂环芳纶/MXene水凝胶模板辅助原位组装策略,有效解决了传统复合材料制备过程中界面控制难题,为高性能复合材料的制备提供了新的技术路线。 3. 成功实现了材料多功能性的系统整合,在保证优异力学性能的同时,赋予材料出色的电磁屏蔽、热管理等多重功能,打破了传统单一功能材料的局限性。 科研工作启示: 1. 深入研究材料的界面作用机制对于开发高性能复合材料至关重要,建议研究人员在材料设计过程中重点关注界面调控策略,通过优化界面相互作用提升材料性能。 2. 材料的多功能化设计需要系统性思维,建议在研究过程中充分考虑不同功能之间的协同效应,通过合理的结构设计实现多重功能的有效整合。 3. 仿生设计为材料开发提供了重要思路,建议研究者关注自然界中的优秀结构和功能,通过生物启发设计开发新型材料。 #跨境电商 #学习 #北科纳米 #纳米新材料 #实验
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