高密度各向异性磁性增强的Ti3c2TxMXene@Ni微球的微波吸收性能

一、文章概述

二维材料，特别是新兴的MXene，在能量转换/存储和电磁屏蔽/吸收等领域引起了广泛的兴趣。然而，MXene固有不可避免的聚集和无磁损失极大地限制了其电磁吸收的应用。磁性器件的引入和良好的结构工程是提高微波吸收(MA)性能的替代方法。在此，作者报道了一种组装双层MXene@Ni微球的球形化策略，其中通常的层状MXene被重塑成三维微球，为Ni纳米尖刺的定向生长提供了衬底。虽然这种结构特性提供了大量可接近的活性表面，有效地促进了介电损耗能力，但磁性镍纳米尖刺的引入使额外的磁损耗能力成为可能。由于这些优点，合成的3DMXene@Ni微球的MA性能更优越，在超薄厚度(∼1.5mm)时，最小反射损耗值为−59.6dB，有效吸收带宽为4.48GHz。此外，电子全息研究结果表明，高密度各向异性磁性对提高MA性能起着重要作用，这为mxene基材料作为高效微波吸收器的设计提供了思路。

二、图文导读

图1.三维PMMA@MXene@Ni的形成示意图。

图2.(a、b)PMMA@MXene；（c−f）3DPMMA@MXene@Ni；和(g、h）2DMXene/Ni样品的扫描电镜图像。

图3.(a，b)少层Ti3C2TxMXene；(c，d)PMMA@MXene；(e−g)3DPMMA@MXene@Ni；和(i−m)2DMXene/Ni样品的TEM和HRTEM图像。(h)3DPMMA@MXene@Ni样品的STEM图像及相关元素映射。

图4.(a)MXene/MXene界面示意图。(b、c)MXene的离轴电子全息图及相应的电荷密度图像。(d)沿白色虚线箭头获得的电荷密度曲线。(e，i)PMMA@MXene@Ni微球内的MXene/Ni界面和Ni/Ni界面示意图。（f、j）对应的离轴电子全息图。(g，k)在MXene/Ni界面和Ni/Ni界面上的极化电荷密度分布。(h，l)g和k中白线标记区域的电荷密度分布。

三、全文总结

综上所述，一种引入均匀磁性成分并抑制MXene固有自重压的优化策略是构建一个三维PMMA@MXene@Ni微球，该微球由内部MXene薄片和外部Ni纳米尖刺组成。合成材料具有优异的MA性能，在15.76GHz时的最小RL值为−59.6dB，超薄厚度仅为1.5mm，EAB为4.48GHz。高密度镍纳米尖刺的引入不仅提高了合成材料的磁损耗能力，而且还导致了电磁非均匀界面的产生，显著提高了MA的性能。此外，镍纳米尖刺的强磁各向异性特性保证了大量的磁耦合，进一步促进了磁损耗能力的增强。这些发现证实了优良的MA性能无疑是由于PMMA@MXene@Ni微球的结构特征的显著优势。因此，这篇文章所研究的方向，为MXene提供了一个有趣的结构工程概念和磁性改性方法，并促进了MXene基MA材料的进一步发展。

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