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(zhǎng)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(jí)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(duì)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(duì)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(lèi)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(lèi)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(píng)價(jià)的詳細(xì)方法與過(guò)程,為后續(xù)研究奠定了基礎(chǔ)。

總之,該文章對(duì)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(guò)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(guò)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(lèi)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(lèi)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。總體而言,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(lèi)非常有前途的材料。

審核編輯：劉清