一、文章概述

具有多功能特性的高性能電磁波吸收和電磁干擾(EMI)屏蔽材料已經(jīng)吸引了廣泛的科學和技術(shù)興趣，但它們?nèi)匀皇且粋€巨大的挑戰(zhàn)。文章報道了一種靜電組裝方法，用于制備2D/1D/0D 結(jié)構(gòu)的Ti3C2Tx/碳納米管/Co納米粒子(Ti3C2Tx/CNTs/Co)納米復(fù)合材料，具有良好的電磁波吸收、EMI屏蔽效率、柔韌性、疏水性和光熱轉(zhuǎn)換性能。如預(yù)期的那樣，獲得了-85.8 dB的強反射損失和1.4 mm的超薄厚度。同時，電磁干擾屏蔽效率達到110.1 dB。優(yōu)良的電磁波吸收和屏蔽性能來源于載流子、電/磁偶極子極化、界面極化、自然共振和多次內(nèi)反射。此外，一薄層聚二甲基硅氧烷使親水的分層Ti3C2Tx/CNTs/Co疏水，可以防止MXene在高濕度條件下的降解/氧化。有趣的是，Ti3C2Tx/CNTs/Co?薄膜具有顯著的光熱轉(zhuǎn)換性能，具有較高的熱循環(huán)穩(wěn)定性和可維持性。因此，多功能Ti3C2Tx/CNTs/Co納米復(fù)合材料具有出色的電磁波吸收和EMI屏蔽、光驅(qū)動加熱性能和靈活的防水特性，是下一代智能電磁衰減系統(tǒng)的重要組成部分。

二、圖文導(dǎo)讀

圖1、?Ti3C2Tx/CNTs/Co納米復(fù)合材料形成過程示意圖。

圖2、?Ti3C2Tx、Ti3C2Tx/CNTs/Co和CNTs/Co納米復(fù)合材料的XRD曲線(a)和拉曼光譜(b)。Ti3C2Tx/CNTs/Co納米復(fù)合材料的XPS測量譜(c)、ti2p XPS譜(d)、c1 s XPS譜(e)和N2吸附脫附等溫線(f)。

圖3、?a?Ti3C2Tx、b?Co-MOFs、c?CNTs/Co和g-i?Ti3C2Tx/CNTs/Co的SEM圖像。d?Ti3C2Tx、e?Co-MOFs、f?CNTs/Co和j-l?Ti3C2Tx/CNTs/Co的TEM圖像。Ti3C2Tx/CNTs/Co的mEDS映射。

圖4、?a?PDMS@Ti3C2Tx/CNTs/Coflm的彎曲照片。b?Ti3C2Tx/CNTs/Coflm和PDMS@Ti3C2Tx/CNTs/Coflm的水接觸角(CA)。插圖是測量flm表面的水附著力（3μL水滴）的照片。c-f表面水滴（半透明）、牛奶（白色）和咖啡（黃色）溶液的照片，g涂層軟紙上自潔試驗的光學照片。

圖5、?a不同近紅外激光功率密度下PDMS@Ti3C2Tx/CNTs/Co薄膜的光熱加熱和冷卻曲線。b PDMS@Ti3C2Tx/CNTs/Co涂層在功率密度逐漸變化下的定制表面溫度。c PDMS@Ti3C2Tx/ CNTs/Co涂層在不同近紅外激光功率密度下對5次/次循環(huán)激光的加熱曲線。d由冷卻周期得到時間(t)與-lnθ之間的線性擬合關(guān)系。e PDMS@Ti3C2Tx/CNTs/Co涂層在功率密度下的紅外熱像照片從0.2 W cm-2上升到0.6 W cm-2。

三、全文總結(jié)

通過簡單的微波輔助、原位碳化和靜電組裝工藝，作者證明了Ti3C2Tx/ CNTs/Co納米復(fù)合材料的2D/1D/0D結(jié)構(gòu)具有良好的電磁波吸收、EMI屏蔽效率、柔韌性、疏水性和光熱功能。在二維Ti3C2Tx MXene薄片上引入海膽狀的CNTs/Co納米復(fù)合材料，形成層壓Ti3C2Tx/CNTs/Co納米復(fù)合材料，提高電磁波吸收和電磁干擾屏蔽效率。如預(yù)期的那樣，通過改進的衰減能力和優(yōu)化的阻抗匹配，層狀Ti3C2Tx/CNTs/Co納米復(fù)合材料的反射損耗達到85.8 dB，寬EAB為6.1 GHz，超薄厚度為1.4 mm，超低fller負載為5 wt%。對其機理的研究表明，一維碳納米管與二維Ti3C2Tx導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)中電子輸運引起的傳導(dǎo)損失之間的協(xié)同作用增強了電磁波吸收性能。介質(zhì)損耗來自于層狀結(jié)構(gòu)中的偶極極化和豐富的界面，磁損耗來自于0D Co納米粒子的鐵磁共振。Ti3C2Tx/CNTs/Co 薄膜表現(xiàn)出110.1 dB的高EMI SE，這源于其優(yōu)良的導(dǎo)電性、電偶極或磁偶極極化、界面極化、自然共振和多次內(nèi)反射。此外，PDMS可使親水的分層Ti3C2Tx/CNTs/ Co疏水，水接觸角為~ 110.3°，可防止MXene在高濕度條件下的降解/氧化。有趣的是，PDMS@ Ti3C2Tx/CNTs/Co薄膜具有優(yōu)異的光熱轉(zhuǎn)換性能，具有較高的熱循環(huán)穩(wěn)定性和可維持性。因此，多功能Ti3C2Tx/CNTs/Co納米復(fù)合材料具有獨特的電磁波吸收和電磁干擾屏蔽效率、光驅(qū)動加熱性能、靈活性和防水性能，這對下一代智能電磁衰減系統(tǒng)非常有希望。

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