近年來(lái)，多功能MXene基復(fù)合纖維因其優(yōu)異的電學(xué)性能在智能紡織品制造中備受關(guān)注。然而，這種纖維較差的力學(xué)性能往往使其難以連續(xù)紡絲，限制了其實(shí)際應(yīng)用。本文提出了一種新型的浸沒(méi)式旋轉(zhuǎn)噴射紡絲(iRJS)工藝來(lái)生產(chǎn)高強(qiáng)度連續(xù)的MXene/海藻酸鈉復(fù)合纖維(MSCFs)。所制備的MSCFs具有優(yōu)良的斷裂強(qiáng)度(145.2 MPa)和導(dǎo)電率(479.2 S cm-1)， MXene的負(fù)載率高達(dá)75 wt%。此外，它們表現(xiàn)出線彈塑性和彈塑性行為，這取決于MXene的含量。分子動(dòng)力學(xué)模擬表明，不同的拉伸行為源于SA鏈的自彎曲和SA鏈之間的滑動(dòng)。在此基礎(chǔ)上，采用加壓致密化策略制備了一種MSCF非織造氈結(jié)構(gòu)。厚度為~0.14 mm的電氈在x波段的EMI屏蔽效果可達(dá)~65.4 dB。這項(xiàng)工作為制備基于MXene的高性能多功能分級(jí)納米材料開(kāi)辟了新的途徑。
圖1. MSCFs的形態(tài)學(xué)和結(jié)構(gòu)特征。
圖2. MSCFs的拉伸力學(xué)性能和斷裂行為。
圖3. 從SA基體中拔出單層MXene納米片的MD模擬。
圖4. MSCF氈的電氣和電磁屏蔽性能。
相關(guān)科研成果由哈爾濱工業(yè)大學(xué)先進(jìn)復(fù)合材料國(guó)家科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室Chao Wang等人于2023年發(fā)表在Chemical Engineering Journal（https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.143983）上。原文：Strong and continuous MXene/sodium alginate composite fibers prepared by immersion rotary jet spinning process with outstanding electromagnetic inter‐ference shielding performance。
轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號(hào)
