MXene是一類二維過渡金屬碳化物、氮化物或碳氮化物。因其卓越的電學(xué)、熱學(xué)和光學(xué)性能，以及親水的表面性能，在水溶性功能涂層方面具有廣闊的應(yīng)用前景。如何充分發(fā)揮MXene優(yōu)異的功能性，很大程度上取決于聚合物的性能。比如MXene的熱穩(wěn)定性大大高于聚合物，因此聚合物的熔點(diǎn)或者玻璃化轉(zhuǎn)變溫度實(shí)際上限定了MXene涂層的使用上限。為了實(shí)現(xiàn)MXene的應(yīng)用潛能，往往需要將襯底材料擴(kuò)展到具備優(yōu)異的力學(xué)和熱學(xué)性能的高性能聚合物。然而大多數(shù)的高性能聚合物的表面偏疏水或者具有化學(xué)惰性，因此不能和MXene形成穩(wěn)定的界面。即使MXene沉積到了這樣的聚合物表面，水分子也能夠輕易的擴(kuò)散到MXene-聚合物界面從而把MXene從聚合物的表面剝離開。之前的研究者們試圖通過聚合物的表面處理/修飾，比如等離子體處理或化學(xué)修飾，來改善MXene-聚合物界面。但是這些表面處理/修飾有可能破壞聚合物或者MXene的性能，從而降低MXene-聚合物復(fù)合材料的性能。本研究展示了一種普適的鹽輔助組裝方法（Salt-Assisted Assembly），可在各種聚合物表面上沉積超薄、均勻的MXene (Ti3C2Tx)涂層。這些涂層具有優(yōu)異的機(jī)械穩(wěn)定性和可洗滌性。將MXene涂覆在凱夫拉織物上，可以實(shí)現(xiàn)在極熱 （400攝氏度）和極冷（-70攝氏度）環(huán)境下的焦耳加熱和熱偽裝的雙功能應(yīng)用。該研究可能為太空行走、火星探索、極地冒險(xiǎn)等極端環(huán)境下的人員和設(shè)備的提供低能耗且輕薄貼合的保護(hù)。
圖1 鹽輔助MXene在聚合物基底的組裝
圖4 MXene涂層的熱管理應(yīng)用
原文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-024-53840-y
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