二維過渡金屬碳化物和氮化物(MXenes)由于其多用途的表面化學性質、高載流子遷移率、出色的金屬導電性以及在外加應力下可調節的層間間距，在氣凝膠柔性壓阻傳感器中顯示出巨大的潛力。然而，由于納米片之間的相互作用較弱，純MXene氣凝膠表現出顯著的塑性變形或脆性力學性能。本文采用雙向冷凍和退火策略，制備了一系列具有有序板層結構的MXene/聚酰亞胺/銀納米線復合氣凝膠。聚酰亞胺(PI)和銀納米線(AgNWs)的引入顯著改善了MXenes基氣凝膠的力學性能。所獲得的輕質復合氣凝膠具有超彈性、可逆性大、優異的穩定性和優異的抗疲勞性。此外，由于復合氣凝膠的高度排列的板層微觀結構以及MXene和AgNWs優異的電導率，復合氣凝膠表現出高靈敏度(規范因子~ 27.8)和超低檢測限(<0.6 Pa)的良好傳感性能。基于MXene/PI/AgNW復合氣凝膠，展示了一系列可穿戴傳感器的應用。
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圖1. Ti
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x MXene和MPAC氣凝膠的制備與表征。
圖2. 氣凝膠的力學性能及變形機理。
圖3. MPAC氣凝膠的傳感性能。
圖4. 基于MPAC氣凝膠的可穿戴應用。
相關科研成果由哈爾濱工業大學復合材料與結構中心Qingyu Peng和Xiaodong He等人于2023年發表在ACS Applied Nano Materials（https://doi.org/10.1021/acsanm.3c03619）上。原文：Lightweight and Mechanically Robust MXene/Polyimide/Silver Nanowire Composite Aerogels for Flexible Piezoresistive Sensors。
原文鏈接：https://doi.org/10.1021/acsanm.3c03619
轉自《石墨烯研究》公眾號
