近年來，多功能MXene基復合纖維因其優異的電學性能在智能紡織品制造中備受關注。然而，這種纖維較差的力學性能往往使其難以連續紡絲，限制了其實際應用。本文提出了一種新型的浸沒式旋轉噴射紡絲(iRJS)工藝來生產高強度連續的MXene/海藻酸鈉復合纖維(MSCFs)。所制備的MSCFs具有優良的斷裂強度(145.2 MPa)和導電率(479.2 S cm-1)， MXene的負載率高達75 wt%。此外，它們表現出線彈塑性和彈塑性行為，這取決于MXene的含量。分子動力學模擬表明，不同的拉伸行為源于SA鏈的自彎曲和SA鏈之間的滑動。在此基礎上，采用加壓致密化策略制備了一種MSCF非織造氈結構。厚度為~0.14 mm的電氈在x波段的EMI屏蔽效果可達~65.4 dB。這項工作為制備基于MXene的高性能多功能分級納米材料開辟了新的途徑。
圖1. MSCFs的形態學和結構特征。
圖2. MSCFs的拉伸力學性能和斷裂行為。
圖3. 從SA基體中拔出單層MXene納米片的MD模擬。
圖4. MSCF氈的電氣和電磁屏蔽性能。
相關科研成果由哈爾濱工業大學先進復合材料國家科技重點實驗室Chao Wang等人于2023年發表在Chemical Engineering Journal（https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.143983）上。原文：Strong and continuous MXene/sodium alginate composite fibers prepared by immersion rotary jet spinning process with outstanding electromagnetic inter‐ference shielding performance。
轉自《石墨烯研究》公眾號
