北科納米可提供MXenes復(fù)合材料（可定制）

文章背景??

二維過渡金屬碳（氮）化物（MXenes）作為一類新興的二維材料，因具有獨特的親水性、優(yōu)異的力學(xué)性能、豐富的表面官能團、高導(dǎo)電率、光熱以及光電效應(yīng)等性能而成為研究熱點,?廣泛應(yīng)用在電磁屏蔽、電化學(xué)儲能、生物醫(yī)藥、分離、傳感器和海水淡化等領(lǐng)域。雖然MXenes具有這些優(yōu)異的性能，但是其存在的與疏水性高分子相容性差、帶負電的官能團阻礙電解質(zhì)運輸及易氧化等問題限制了其實際應(yīng)用。近年來，通過對MXenes進行界面調(diào)控以解決其固有缺陷，并在此基礎(chǔ)上對MXenes進行針對性的結(jié)構(gòu)設(shè)計以提升界面穩(wěn)定性，其性能得到了進一步提升。

成果簡介? ?

近日，東北林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院謝延軍教授、梁大鑫副教授團隊在“三高”期刊《高等學(xué)?；瘜W(xué)學(xué)報》發(fā)表題為“MXenes復(fù)合材料的發(fā)展:?界面調(diào)控及結(jié)構(gòu)設(shè)計”的綜述性文章，文章第一作者為博士研究生巴智晨。文章以二維過渡金屬碳（氮）化物（MXenes）的界面調(diào)控及結(jié)構(gòu)設(shè)計為主題，系統(tǒng)性地綜述了MXenes復(fù)合材料的研究進展，重點介紹了MXenes復(fù)合材料的可控制備、常規(guī)表征及熱點研究方向。另外，文章也重點關(guān)注了MXenes的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)及MXenes在復(fù)合材料中的界面調(diào)控手段，對MXenes復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計進行了闡述。

MXenes結(jié)構(gòu)設(shè)計及應(yīng)用

通過對MXenes的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的充分了解，可以認識到MXenes的優(yōu)勢以及可應(yīng)用的領(lǐng)域，同時為其界面調(diào)控和結(jié)構(gòu)優(yōu)化打下理論基礎(chǔ)?？赏ㄟ^刻蝕、插層等方法在MXenes表面形成豐富的官能團，并經(jīng)由不同的物理化學(xué)手段進行調(diào)控（官能團去除或替換、摻雜、接枝等）來進一步提升MXenes復(fù)合材料的性能。在此基礎(chǔ)上，對MXenes在復(fù)合材料中的結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，以提高復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和界面結(jié)合強度，可進一步提升其使用性能。通過對相關(guān)研究工作的總結(jié)可知，MXenes經(jīng)過改性和結(jié)構(gòu)優(yōu)化后，電化學(xué)、光熱、微波吸收、親疏水等特性均大幅提升?？梢酝ㄟ^對MXenes表面的化學(xué)調(diào)控來提升MXenes的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性以及抗氧化性能。最后，對于結(jié)構(gòu)設(shè)計，目前主要是對MXenes二維納米片結(jié)構(gòu)的設(shè)計以及二維、三維復(fù)合結(jié)構(gòu)的研究，需要在現(xiàn)有的基礎(chǔ)探索MXenes對復(fù)合材料性能的影響機制，從而有利于加深其性能的理解和調(diào)控。

文章最后討論了當前該領(lǐng)域內(nèi)MXenes復(fù)合材料在可控制備及界面結(jié)構(gòu)依賴性研究方面存在的問題及挑戰(zhàn)，對未來MXenes復(fù)合材料及異質(zhì)器件的研究突破寄語展望。

文獻詳情：

MXenes復(fù)合材料的發(fā)展:?界面調(diào)控及結(jié)構(gòu)設(shè)計.

巴智晨，梁大鑫*，謝延軍*.高等學(xué)?；瘜W(xué)學(xué)報，2021, 42 (4): 1225-1240.

團隊介紹? ?

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梁大鑫，東北林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院副教授，首屆黑龍江省優(yōu)秀青年基金獲得者。主要研究方向為：木質(zhì)基異質(zhì)結(jié)構(gòu)的構(gòu)建及界面功能化。近年來，發(fā)表學(xué)術(shù)論文40篇，包括發(fā)表在Nano Lett.、Adv. Mater. Adv.、Energy Mater.、ACS Appl. Mater. Inter.、Nanoscale等高水平學(xué)術(shù)期刊的29篇論文，他引469次。

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謝延軍，長江學(xué)者特聘教授，“萬人計劃”科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才，科技部中青年科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才，享受國務(wù)院政府特殊津貼，中國林學(xué)會生物質(zhì)材料科學(xué)分會副主任。長期從事木材功能性改良研究，在構(gòu)建木質(zhì)基異質(zhì)界面理論體系框架、實現(xiàn)木材的高性能化與多功能化、推進科技成果轉(zhuǎn)化與產(chǎn)業(yè)化方面做了大量開拓性、創(chuàng)新性和系統(tǒng)性工作。在Adv. Mater.、ACS Appl. Mater. Inter.、ACS Sustain. Chem. Eng.等高水平學(xué)術(shù)期刊發(fā)表研究論文180余篇，他引3503次。獲得國家科技進步二等獎（2次）、黑龍江省科技進步一等獎、中國林業(yè)青年科技獎等多項科研獎勵。