《Nature》子刊：高导电MXene纤维大规模湿纺丝
01 摘要 ABSTRACT
Ti3C2Tx MXene是一类新兴的具有特殊导电性和电化学性能的二维纳米材料，在多功能宏观材料和纳米材料的制造中具有广阔的应用前景。在此，一种直接、连续控制、无添加剂/无粘合剂的方法，通过大规模湿纺丝组装制造纯MXene纤维。研究的MXene薄片（平均横向尺寸为5.11 μm2）高度集中在水中，不形成聚集体或发生相分离。在冷凝血过程中引入铵离子成功地将MXene片组装成具有高导电率的柔性纤维（7713Scm−1）。将所制作的MXene光纤全面集成在电线中，打开发光二极管灯，并将电信号传输到耳机上，以演示其在电气器件中的应用。我们的湿式纺丝策略为高性能、下一代和可穿戴电子设备的持续大规模生产MXene纤维提供了一种方法。
02 创新点 INNOVATE
要点1
制备了侧面尺寸较大的Ti3C2Tx MXene片层,并使其在水中形成高浓度稳定的液晶态分散体。这为后续的湿纺提供了基础。
要点2
直接湿纺纯MXene分散体,没有加入任何助剂或与其他材料的混纺,获得了纯MXene纤维。这与以前报道的MXene复合纤维不同。
要点3
MXene纤维的电导率达到7713 S/cm,明显高于之前MXene复合纤维和石墨烯纤维的电导率
要点4
提出了一种通用的湿纺策略,为各类MXene大规模制备纤维提供了思路。
要点5
展示了MXene纤维在导电线和导音线应用上的可行性。
要点6
获得了米级连续的MXene纤维,表明该方法可以实现大规模制备。
03 图文参考 IMAGE-TEXT
总结
这篇文章报道了一种直接、连续、无助剂/粘合剂的方法,通过大规模湿纺法将纯MXene片层组装成高导电性的MXene纤维。主要结论如下:
1.制备了侧面尺寸平均为5.11 μm2,纵横比约1600的较大Ti3C2Tx MXene片层,它们在25 mg/mL的高浓度水分散体中表现出极好的分散稳定性和液晶态特征。
2.通过在凝固浴中加入铵离子,成功将MXene液晶分散体湿纺成柔韧的米级连续MXene纤维,电导率非常高达到7713 S/cm。
3.获得的MXene纤维柔韧性好,制成导电线成功点亮LED灯,也可取代商用导线传输音频信号到耳机。
该湿纺策略为MXene纤维的连续大规模制备提供了一种方式,使其原有的纳米尺度潜力得以在宏观水平实现,为下一代柔性便携式和可穿戴电子设备中的应用提供前景。
