MXene-石墨烯復合材料實現自我修復

摘要

如今，自修復石墨烯和mxene基復合材料因其耐久性的提高和長期應用成本的降低而吸引了研究人員。不同的研究集中在設計新型自修復石墨烯和mxeni基復合材料上，這些復合材料具有增強的靈敏度、拉伸性和柔韌性，以及改進的導電性、愈合效果、機械性能和能量轉換效果。

這些具有自修復性能的復合材料可應用于可穿戴傳感器、超級電容器、防腐涂層、電磁干擾屏蔽、電子皮膚、軟機器人等領域，但要實現具有優異的任意形狀適應性、合適的黏附性、理想的耐久性、高拉伸性、即時自修復責任和突出的電磁特性的復合材料，似乎還需要更多的探索。

此外，優化反應/合成條件和尋找合適的功能化/改性策略是需要全面研究的關鍵方面。MXenes和石墨烯表現出優異的電化學性能，具有豐富的表面末端和大的表面積，這對生物醫學和傳感的發展具有重要意義。

· 自愈合MXene和石墨烯基復合材料：性能與應用 ·

精彩亮點

MXene%石墨烯

生物醫學傳感

自愈合MXene和石墨烯基復合材料

1. 首次系統綜述了這一新型復合材料的自修復原理、機制以及性能表現。對該領域研究進行了很好的總結。

2. 提出了MXene納米片層與石墨烯形成層間鎖定相互作用的獨特結構設計,是實現自修復的關鍵。

3. 揭示了MXene表面基團在促進自修復中的作用機制,為設計和優化這類材料提供了指導。

4. 強調了MXene與石墨烯的協同效應,使復合材料在自修復后仍保持各向異性的導電和機械性能。

5. 展示了該類材料在傳感器、能源存儲等領域的廣闊應用前景和潛力。

6. 提供了材料制備、表征和性能評價的詳細方法與過程,為后續研究奠定了基礎。

總之,該文章對這一新興的自修復復合材料進行了較全面和深入的探討,具有重要的創新意義。

圖文資料

圖1.MXenes和石墨烯家族的合成及其優點示意圖

圖2.PAA-MXene水凝膠的制備過程，及其相關的凝膠化機理

圖3.MXene/CMC flm的制備工藝

圖4.單寧酸（TA）@MXene-SiO2含環氧涂層的防腐和自愈合機理

圖5. 三維（3D）多孔復合海綿

圖6. MXene/還原氧化石墨烯/聚氨酯（MRGP）復合材料的制備工藝

圖7. PBAx-PDMS的結構

圖8. 受豆莢啟發的可愈合壓力傳感器及其機理示意圖

圖9. 自修復機制的示意圖

圖10. CSMA/BPEI/BPEI水凝膠的制備過程及其在乳腺癌靶向抗癌藥物傳遞和光熱治療中的應用

總結

文章綜述了MXene和石墨烯基復合材料的自修復性能及其應用。MXene是一類新興的二維材料,具有卓越的導電性、化學穩定性等優異性質。將MXene與石墨烯組合可以得到兼具自修復功能和多種特殊性能的復合材料。

這些復合材料中的MXene納米片層與石墨烯發生靜電相互作用,形成層間相互鎖定的獨特結構。當復合材料受損時,MXene的表面功能基團可以促進材料的自修復。同時,MXene與石墨烯的協同效應使材料在受損后仍保持導電、機械性能不變。

這類自修復復合材料在傳感器、能源存儲、電子設備等領域展示了巨大應用前景。它們可以在受到斷裂或撕裂后自動恢復,大大提高了器件的抗損傷能力和使用壽命?？傮w而言,MXene-石墨烯復合材料以其獨特的自修復功能和多功能性,是一類非常有前途的材料。

審核編輯：劉清