MXene是比石墨烯還火的二維明星材料，身為先進(jìn)的MXene制造商，北科納米推出特惠活動，mxene等材料九折起，同時北科納米推出新介孔材料產(chǎn)品，更多優(yōu)惠價格，等你來秒殺！

【研究背景】

?氨氣(NH3)已廣泛應(yīng)用于化工行業(yè)各種材料的生產(chǎn)中，在日常生活中也經(jīng)常作為制冷劑代替對人體有害的氟氯烴。為了有效減小對人體健康的潛在危害，這種無色的氣體應(yīng)該被持續(xù)監(jiān)測。因此，人們開發(fā)了氣體傳感器來探測周圍大氣中存在的有毒、有害和揮發(fā)性氣體。近年來，柔性微型氣體傳感器因其低廉的成本、良好的生物相容性以及可集成到智能可穿戴和便攜式電子設(shè)備中的能力而受到廣泛關(guān)注。我們注意到，與此類裝置集成的氣體傳感器需要在室溫下工作，以實現(xiàn)低能耗和良好的傳感穩(wěn)定性。為了擴(kuò)大NH3氣體傳感器的使用，這些傳感器最好在室溫下工作;靈活、耐穿、以織物為基礎(chǔ);并能在高應(yīng)變或大變形條件下工作。最近，有報道稱石墨烯纖維(GFs)是一種新興的石墨烯結(jié)構(gòu)，可通過濕法紡絲高濃度氧化石墨烯分散體制備。事實上，由于GFs具有纖維結(jié)構(gòu)、柔韌性好、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，因此在可穿戴氣敏應(yīng)用領(lǐng)域具有很大的優(yōu)勢。此外，值得注意的是，氧化石墨烯膠體的濕法紡絲工藝允許與非可紡納米材料共組裝成纖維狀，使其有機(jī)會作為可穿戴和靈活的氣體傳感設(shè)備的材料。

【成果簡介】

近期，漢陽大學(xué)Hyoun Woo Kim教授和Tae Hee Han教授在國際知名學(xué)術(shù)期刊ACS Applied Materials & Interfaces上發(fā)表一篇題目為：Room-Temperature, Highly Durable Ti3C2Tx MXene/Graphene Hybrid Fibers for NH3 Gas Sensing的研究論文，提出了一種通過可塑的一步濕法紡絲工藝制備由分層的Ti3C2Tx?MXene和氧化石墨烯片組成的混合纖維的方法。傳統(tǒng)的GFs濕紡方法使用金屬離子(如Ca2+和Al3+)將單個氧化石墨烯薄片以纖維的形式固定在一起，而本文提出了一種通過有機(jī)溶劑擴(kuò)散使凝膠纖維凝固的無金屬離子粘合劑工藝。由于殘留的添加劑會使纖維性能惡化，所以我們采用有機(jī)溶劑體系來避免添加劑的使用。因此，本文的纖維擠壓方法可以連續(xù)拉伸MXene/GO纖維到幾米的長度。此外，利用MXene/rGO混合纖維制作了標(biāo)準(zhǔn)的光纖式氣體傳感器。與其他特定材料相比，MXene/rGO混合纖維表現(xiàn)出顯著提高的NH3傳感響應(yīng)(ΔR/R0?= 6.77%)。這些自支撐的、柔性的MXene/rGO纖維表現(xiàn)出良好的彈性和對機(jī)械變形的穩(wěn)定性，使其成為便攜式可穿戴傳感設(shè)備的必備材料。本文介紹的紡絲工藝具有通用性，可推廣到其它類型的MXenes或納米材料。

【圖文導(dǎo)讀】

圖1.MXenes和石墨烯納米片的物理表征圖像。

圖2.?MXene/GO混合纖維的制備流程圖以及實物圖。

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圖3.?MXene, GO,MXene/GO, and MXene/rGO的拉曼和XPS表征圖像。

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圖4.MXene薄膜,rGO 纖維, and MXene/rGO 混合纖維的氣敏性能表征。

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圖5.不同彎曲下MXene/rGO混合纖維的性能表現(xiàn)。

【本文總結(jié)】

? ? ?本文開發(fā)了一種可靠而有效的無粘結(jié)劑的濕紡纖維工藝，來實現(xiàn)層層組裝氧化石墨烯和分層Ti3C2TxMXene片。由于熱還原過程中兩種材料的還原電位不同，MXene/GO纖維通過簡單的電流置換反應(yīng)將氧從GO轉(zhuǎn)移到MXene。MXene/rGO混合纖維在室溫下具有優(yōu)異的機(jī)械耐久性、柔韌性和化學(xué)活性，可用于柔性和可穿戴氣體傳感器。MXene/rGO雜化纖維的優(yōu)化帶隙、協(xié)同效應(yīng)和MXene端原子氧含量的增加顯著改善了NH3傳感響應(yīng)性能同時功耗低。MXene/rGO雜化纖維的彎曲疲勞試驗表明，其截面上的褶皺表面和細(xì)小的孔洞是其柔性結(jié)構(gòu)的主要原因。變形的噪聲在這個時候(ΔR / R0 =±0.2%)遠(yuǎn)小于氣體反應(yīng),使它適合可穿戴設(shè)備。此外，通過簡單的傳統(tǒng)編織方法將極具柔韌性的MXene/rGO混合纖維編織成實驗衣，并顯示出可靠的傳感能力。本文這種新路線提供了一種簡單、可擴(kuò)展的MXene/石墨烯混合纖維濕紡的有效策略，其應(yīng)用不僅限于可穿戴氣體傳感，而且對各種下一代柔性、可攜帶可穿戴能源設(shè)備也有很大的吸引力。