网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

上海理工大学李翔教授团队/同济大学陆伟教授团队最新《AFM》!

0
分享至

MXene凭借类金属导电性、优异溶液加工性和轻质特性,在电磁干扰(EMI)屏蔽领域展现出巨大潜力。然而,原始MXene以反射主导屏蔽机制为主,吸收系数有限,且力学性能较差,难以满足复杂电磁环境与可穿戴设备对柔性、多功能和长期稳定性的要求。如何在提升EMI屏蔽性能的同时,兼顾力学强度、增强吸收贡献和多功能集成,成为该领域的关键挑战。

为此,上海理工大学材料与化学学院李翔教授团队与同济大学材料科学与工程学院陆伟教授团队合作,提出了一种“自静电互锁”策略,首次制备了鱿鱼骨衍生的β-甲壳素/Ti₃C₂Tₓ MXene/Ni纤维复合薄膜(SPMN)。该工作通过磁场诱导自组装,使Ni纳米颗粒组装成毫米级纺织状磁性纤维,形成高电导、强磁耦合网络;同时利用β-甲壳素在酸性介质中氨基质子化带正电的特性,与带负电的Ti₃C₂Tₓ MXene发生静电自组装,构建出类似“砖-泥”的有序结构。Ni纤维的引入增强了磁耦合和吸收系数,β-甲壳素则作为连接骨架显著改善薄膜的拉伸强度与柔性。

相关研究成果以“Self-Electrostatic Interlock of β-Chitin/MXenes/Ni Fiber-Based Films for Multifunctional Electromagnetic Interference Shielding”为题,在国际知名期刊Advanced Functional Materials上发表。第一作者为上海理工大学材料与化学学院硕士研究生王桐。

https://doi.org/10.1002/adfm.78409



图1 (a) SPMN-1薄膜制备示意图;(b) 样品的XRD图谱;(c) PSP的FT-IR光谱;(d) SPMN-1的宽扫描XPS全谱及相应的高分辨XPS谱:(e) Ti 2p,(f) C 1s 和 (g) Ni 2p。


图2 (a) 少层Ti3C2Tx的TEM图像;(b,c) Ni纤维的SEM图像;(d,e) SPMN-1的SEM图像和(f)截面SEM图像;(g,h) Ni纤维的全息图及由电子全息图重建的相应相位图。


图3 不同含量SPMN-1薄膜的力学性能。(a) 可承受200 g重量的SPMN-1薄膜数码照片;(b) 不同含量所制备薄膜的拉伸应力-应变曲线(详见表S2);所制备薄膜的断裂应变(c)、拉伸强度(d)、杨氏模量(e)和韧性(f);(g) 拉伸断裂过程示意图;(h) SPMN-1薄膜在弯曲/展平测试中的电阻变化。统计数据见表S2,误差代表三个试样(n = 3)的标准偏差。


图4 (a) SPMN-1薄膜点亮“TJ”LED灯的数字图像;(b) 电导率;(c) SET和(d) 相同β-甲壳素质量下所制备薄膜的平均T、A和R;(e) SET和(f) 相同总质量、不同β-甲壳素含量下所制备薄膜的平均T、A和R(详见表S1);(g) 使用不同屏蔽材料的无线电力传输装置的数字图像;(h) 比EMI屏蔽性能随厚度变化的比较(详见表S3)。


图5 SPMN-1薄膜的焦耳热与光响应加热性能:(a) SPMN-1薄膜的I-V曲线;(b,c) SPMN-1薄膜在不同电压下的焦耳热转换性能及相应数字图像;(d) SPMN-1薄膜在不同加热/冷却循环中的焦耳热稳定性;(e) SPMN-1薄膜在不同功率密度下的光热转换性能;(f) SPMN-1薄膜在逐渐变化功率密度下的受控表面温度;(g) SPMN-1薄膜在20次光照开/关循环中的光响应加热稳定性;(h) SPMN-1薄膜在1小时内的长期光响应加热稳定性。


图6 SPMN-1薄膜的摩擦电性能。(a) TENG在接触/分离模式下的示意图;(b) TENG在接触分离状态下的数字图像;(c–e) 不同分离距离和频率下TENG的输出摩擦电流信号;(f–h) 不同分离距离和频率下TENG的输出摩擦电压信号;(i) 半智能暖手套的构想。

全文总结

(1)研究提出“自静电互锁”策略,将磁场诱导自组装的Ni纤维、带负电的Ti₃C₂Tₓ MXene与带正电的β-甲壳素结合,构建了多功能SPMN复合薄膜。

(2)Ni纳米颗粒组装成毫米级纺织状磁性纤维,形成高电导与强磁耦合网络;β-甲壳素与MXene静电组装,形成有序“砖-泥”结构,显著提升力学性能与柔性。

(3)SPMN-1薄膜拉伸强度达18.90 ± 2.08 MPa,断裂应变达8.45 ± 0.08%,电导率达4166 S·m⁻¹;SPMN系列薄膜在X波段EMI屏蔽效能最高达75.1 dB,厚度仅50 μm,屏蔽超过99.999997%的入射电磁波,并提升吸收型屏蔽效能。

(4)薄膜集成焦耳热、光响应热和摩擦电功能,可构建“半智能暖手套”,为MXene基多功能可穿戴电磁屏蔽材料提供了新策略。

本文来自“材料科学与工程”公众号,感谢论文团队支持。

近期学术会议推荐

欢迎留言,分享观点。点亮❤

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
国际乒联227家乒协收举报信!核心内容曝光:直指刘国梁+王楠夫妇

国际乒联227家乒协收举报信!核心内容曝光:直指刘国梁+王楠夫妇

念洲
2026-10-27 08:11:32
39岁!易建联隔扣!已经退役整整三年时间

39岁!易建联隔扣!已经退役整整三年时间

篮球实战宝典
2026-10-27 17:33:26
蓝色脸蛋配白色皮毛!印尼救援人员从森林大火中救出一只珍稀幼猴

蓝色脸蛋配白色皮毛!印尼救援人员从森林大火中救出一只珍稀幼猴

新京报
2026-10-26 17:10:15
人民日报痛批“拒接陌生电话”:不是冷漠,是时代病了

人民日报痛批“拒接陌生电话”:不是冷漠,是时代病了

小影的娱乐
2026-10-27 14:26:21
男子花5000元和女子开房,两次后觉得太亏又让陪一整晚,女子第二次发生完关系丢下手机跑了,男子被判十个月

男子花5000元和女子开房,两次后觉得太亏又让陪一整晚,女子第二次发生完关系丢下手机跑了,男子被判十个月

丫头舫
2026-10-24 21:26:04
美国入境新规!11月3日起赴美航班旅客都要签声明,绿卡、公民也不例外

美国入境新规!11月3日起赴美航班旅客都要签声明,绿卡、公民也不例外

北美省钱快报
2026-10-27 03:58:37
高市早苗,将成为日本有史以来最大罪人,她毁了日本几代人换来的巨大成果。她上台以来,快把日本战后八十年的老本快掏空了

高市早苗,将成为日本有史以来最大罪人,她毁了日本几代人换来的巨大成果。她上台以来,快把日本战后八十年的老本快掏空了

扶苏聊历史
2026-10-24 17:15:57
拖了这么久,访华的事终于定了,中方耐心给足,高市或成最大输家

拖了这么久,访华的事终于定了,中方耐心给足,高市或成最大输家

铁锤侃侃而谈
2026-10-26 09:44:52
吃中国饭,砸中国锅?姆巴佩,不配!

吃中国饭,砸中国锅?姆巴佩,不配!

极目新闻
2026-10-27 11:28:33
亚帅下课!宏远惨败上海,战术体系全面崩盘,球迷呼吁杜锋回归!

亚帅下课!宏远惨败上海,战术体系全面崩盘,球迷呼吁杜锋回归!

体坛卡卡说
2026-10-27 11:20:34
这样的秦主任!放在10年前算不算得上美女?

这样的秦主任!放在10年前算不算得上美女?

放开他让wo来
2026-10-08 16:05:15
令人愤怒的“卖1元火鸡面”视频,炸出了多少被毁掉的中国小孩

令人愤怒的“卖1元火鸡面”视频,炸出了多少被毁掉的中国小孩

小椰子专栏
2026-10-26 13:02:17
中央5台直播乒乓球时间表:10月27日CCTV5直播国乒!孙颖莎赛程!

中央5台直播乒乓球时间表:10月27日CCTV5直播国乒!孙颖莎赛程!

烟浔渺渺
2026-10-27 12:14:49
别再逼孩子运动了!哈佛大学研究发现:孩子最缺的不是篮球、游泳,而是“疯跑、打滚、爬树”等无序运动

别再逼孩子运动了!哈佛大学研究发现:孩子最缺的不是篮球、游泳,而是“疯跑、打滚、爬树”等无序运动

品读时刻
2026-10-27 09:05:45
争议!凯恩获奖时,姆巴佩和亚马尔都没有起身祝贺,两人略显沮丧

争议!凯恩获奖时,姆巴佩和亚马尔都没有起身祝贺,两人略显沮丧

风过乡
2026-10-27 07:38:49
仅用116场,姆巴佩是皇马队史达成百球里程碑第五快的球员

仅用116场,姆巴佩是皇马队史达成百球里程碑第五快的球员

懂球帝
2026-10-27 01:20:07
iPhone Duo内屏开裂引热议!富士康员工:因产能吃紧苹果曾降低过一定良率质检标准

iPhone Duo内屏开裂引热议!富士康员工:因产能吃紧苹果曾降低过一定良率质检标准

快科技
2026-10-27 07:52:04
中国宣布德国总统即将访问中国,后脚日本就宣布德国总理访问日本

中国宣布德国总统即将访问中国,后脚日本就宣布德国总理访问日本

有态度的何总
2026-10-26 13:47:33
外网查了查半天,可算知道
这家伙到底说了啥

外网查了查半天,可算知道 这家伙到底说了啥

辣条叨叨叨
2026-10-27 17:40:52
胶州湾曾被誉为中国顶级天然良港,可面对如今吃水超 23 米的 40 万吨巨轮,它还能跟上时代吗?

胶州湾曾被誉为中国顶级天然良港,可面对如今吃水超 23 米的 40 万吨巨轮,它还能跟上时代吗?

回京历史梦
2026-10-26 02:55:09
2026-10-27 18:55:00
热质纳能 incentive-icons
热质纳能
传热、传质、纳米、能源
3079文章数 78关注度
往期回顾 全部

科技要闻

Anthropic最硬气招股书,先把丑话说在前头

头条要闻

网友称披露医生在诊室抽烟后遭私信威胁 院方:正处理

头条要闻

网友称披露医生在诊室抽烟后遭私信威胁 院方:正处理

体育要闻

世界上最无趣的前锋,拿下了金球奖

娱乐要闻

芒果遇到厉娜和许飞笑发财了!

财经要闻

韩国芯片出口额可能下降高达1000亿美元

汽车要闻

30万级大六座 "豪华方盒子"魏牌二代蓝山正式亮相

态度原创

时尚
旅游
本地
健康
亲子

美商高的人都在研究这个?其实有捷径可走

旅游要闻

清照泉城・明水古城携手熹乐时光打造乐龄艺旅新范式

本地新闻

十月奔赴迪庆,解锁梅里日照金山

查不出猝死风险?可能是项目没做对

亲子要闻

4岁女儿太认吃了,爸爸给买的铜锣烧,一口都舍不得给爸爸吃

无障碍浏览 进入关怀版