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ACS Nano：一种受Kirigami启发的高可拉伸、导电和分层的Ti3C2Tx MXene薄膜助力高效电磁干扰屏蔽和压力传感

Nanoyu
2021-04-17



尽管Ti3C2Tx MXene薄片具有极高的导电性，但设计用于柔性电子器件的高拉伸的Mxene电极仍然是一个挑战。

近日，受Kirigami图案的高延伸性启发，北京化工大学于中振教授，张好斌报道了一种自下而上的设计策略，通过在柔性聚二甲基硅氧烷（PDMS）衬底上构建褶皱的MXene图案来创建具有初级和次级表面褶皱的分层表面，从而设计出一种用于电磁干扰（EMI）屏蔽和压力传感应用的具有高可拉伸和导电的PDMS/Ti3C2Tx MXene薄膜。

文章要点

1）实验结果显示， PDMS/Ti3C2Tx MXene层状膜在预拉伸/释放循环过程中通过非均匀变形在谷区产生的自控微裂纹使其具有较高的拉伸性(100%)、在0%−应变范围内的电导率保持不变（100%），以及在1000周的疲劳测试中仍保持稳定的电导率。

2）在拉伸应变为50%的情况下，可拉伸PDMS/Ti3C2Tx MXene薄膜的EMI屏蔽性能稳定在30 dB，通过构造双薄膜结构，其EMI屏蔽效率进一步提高到103 dB。此外，研究人员通过模版印刷工艺制造了具有集成MXene基电极和电路的高可拉伸和高灵敏度的离子电子传感器阵列，其表现出高灵敏度（66.3 nF kPa−1），在不同频率下的1000次循环下具有优异的动态循环稳定性，并且在50%的拉伸应变下仍具有灵敏的压力监测性能。

 

参考文献

Wei Chen, et al, Kirigami-Inspired Highly Stretchable, Conductive, and Hierarchical Ti3C2Tx MXene Films for Efficient Electromagnetic Interference Shielding and Pressure Sensing, ACS Nano, 2021

DOI: 10.1021/acsnano.1c01277

https://doi.org/10.1021/acsnano.1c01277




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