MXene纤维的制备、性能及应用研究进展

摘要

二维过渡金属碳/氮化物（MXenes）是一种新颖的二维纳米材料，具有优异的电学、力学性能及丰富的表面官能团，在功能材料领域受到了广泛关注，常被作为基元材料构筑宏观复合材料，其中MXene纤维有望成为继石墨烯纤维后另一种结构-功能一体化纤维材料，在多功能织物、传感、能源、电磁屏蔽等领域显示出巨大的应用前景。但目前MXene复合纤维的力学和电学性能与MXene纳米材料本征性能差距较大，主要原因是组装MXene纳米片过程中产生的褶皱、无序结构、界面作用力弱等问题，往往导致MXene纤维内部的孔隙、缺陷存在及纤维外形不规则等。针对MXene纤维研究过程中存在的问题及未来研究方向，本文做了详细综述，首先介绍MXene纤维的制备方法，然后详细阐述MXene复合纤维的力学和电学性能，并讨论提升其性能的策略。同时通过一些实例，综述了MXene复合纤维的应用。最后总结了MXene纤维存在的关键科学问题和挑战，并对MXene纤维的未来发展和前景进行了展望及对未来MXene纤维的研究和应用提供一些帮助。