摘要

如今，自修復(fù)石墨烯和mxene基復(fù)合材料因其耐久性的提高和長期應(yīng)用成本的降低而吸引了研究人員。不同的研究集中在設(shè)計(jì)新型自修復(fù)石墨烯和mxeni基復(fù)合材料上，這些復(fù)合材料具有增強(qiáng)的靈敏度、拉伸性和柔韌性，以及改進(jìn)的導(dǎo)電性、愈合效果、機(jī)械性能和能量轉(zhuǎn)換效果。

這些具有自修復(fù)性能的復(fù)合材料可應(yīng)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(jī)器人等領(lǐng)域，但要實(shí)現(xiàn)具有優(yōu)異的任意形狀適應(yīng)性、合適的黏附性、理想的耐久性、高拉伸性、即時(shí)自修復(fù)責(zé)任和突出的電磁特性的復(fù)合材料，似乎還需要更多的探索。

此外，優(yōu)化反應(yīng)/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(guān)鍵方面。MXenes和石墨烯表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能，具有豐富的表面末端和大的表面積，這對生物醫(yī)學(xué)和傳感的發(fā)展具有重要意義。

· 自愈合MXene和石墨烯基復(fù)合材料：性能與應(yīng)用 ·

精彩亮點(diǎn)

MXene%石墨烯

生物醫(yī)學(xué)傳感

自愈合MXene和石墨烯基復(fù)合材料

1. 首次系統(tǒng)綜述了這一新型復(fù)合材料的自修復(fù)原理、機(jī)制以及性能表現(xiàn)。對該領(lǐng)域研究進(jìn)行了很好的總結(jié)。

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(dú)特結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),是實(shí)現(xiàn)自修復(fù)的關(guān)鍵。

3. 揭示了MXene表面基團(tuán)在促進(jìn)自修復(fù)中的作用機(jī)制,為設(shè)計(jì)和優(yōu)化這類材料提供了指導(dǎo)。

4. 強(qiáng)調(diào)了MXene與石墨烯的協(xié)同效應(yīng),使復(fù)合材料在自修復(fù)后仍保持各向異性的導(dǎo)電和機(jī)械性能。

5. 展示了該類材料在傳感器、能源存儲(chǔ)等領(lǐng)域的廣闊應(yīng)用前景和潛力。

6. 提供了材料制備、表征和性能評價(jià)的詳細(xì)方法與過程,為后續(xù)研究奠定了基礎(chǔ)。

總之,該文章對這一新興的自修復(fù)復(fù)合材料進(jìn)行了較全面和深入的探討,具有重要的創(chuàng)新意義。

圖文資料

圖1.MXenes和石墨烯家族的合成及其優(yōu)點(diǎn)示意圖

圖2.PAA-MXene水凝膠的制備過程，及其相關(guān)的凝膠化機(jī)理

圖3.MXene/CMC flm的制備工藝

圖4.單寧酸（TA）@MXene-SiO2含環(huán)氧涂層的防腐和自愈合機(jī)理

圖5. 三維（3D）多孔復(fù)合海綿

圖6. MXene/還原氧化石墨烯/聚氨酯（MRGP）復(fù)合材料的制備工藝

圖7. PBAx-PDMS的結(jié)構(gòu)

圖8. 受豆莢啟發(fā)的可愈合壓力傳感器及其機(jī)理示意圖

圖9. 自修復(fù)機(jī)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(yīng)用

總結(jié)

文章綜述了MXene和石墨烯基復(fù)合材料的自修復(fù)性能及其應(yīng)用。MXene是一類新興的二維材料,具有卓越的導(dǎo)電性、化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)異性質(zhì)。將MXene與石墨烯組合可以得到兼具自修復(fù)功能和多種特殊性能的復(fù)合材料。

這些復(fù)合材料中的MXene納米片層與石墨烯發(fā)生靜電相互作用,形成層間相互鎖定的獨(dú)特結(jié)構(gòu)。當(dāng)復(fù)合材料受損時(shí),MXene的表面功能基團(tuán)可以促進(jìn)材料的自修復(fù)。同時(shí),MXene與石墨烯的協(xié)同效應(yīng)使材料在受損后仍保持導(dǎo)電、機(jī)械性能不變。

這類自修復(fù)復(fù)合材料在傳感器、能源存儲(chǔ)、電子設(shè)備等領(lǐng)域展示了巨大應(yīng)用前景。它們可以在受到斷裂或撕裂后自動(dòng)恢復(fù),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(fù)合材料以其獨(dú)特的自修復(fù)功能和多功能性,是一類非常有前途的材料。

審核編輯：劉清