高性能柔性AF/MXene/AgNWs复合织物的多功能电磁屏蔽性能与环境稳定性研究

《Materials Today Nano》：Flexible High-performance Electromagnetic Interference Shielding AF/MXene/AgNWs Based Fabrics with Multiple Functions and Enhanced Environmental Stability

本文报道了一种通过逐层负载Ti3C2Tx MXene纳米片与银纳米线（AgNWs）制备的芳纶纤维（AF）基复合织物。该材料在X波段表现出63.93-96.75 dB的卓越电磁干扰（EMI）屏蔽效能，其特定屏蔽效能（SSE/t）达5183.03 dB·cm2·g-1（厚度0.34 mm）。通过聚二甲基硅氧烷（PDMS）封装赋予材料疏水性与抗氧化性，30天后仍保持94.3%屏蔽性能。该织物集红外隐身、电热响应、光热调控、抗菌及阻燃等多功能于一体，为可穿戴电子、医疗热疗及航空航天领域提供创新解决方案。

　　

结果与讨论

图1展示了通过简易涂层浸渍技术制备多功能AF织物的工艺流程。通过选择性蚀刻Ti₃AlC₂前驱体及超声剥离成功获得单层Ti₃C₂T_x MXene纳米片（图S1a）。随后将Ti₃C₂T_x MXene与AgNWs依次喷涂于AF基底，形成柔性AF/MXene/AgNWs织物。为提升环境稳定性，通过聚二甲基硅氧烷（PDMS）封装构建保护层，有效阻隔水分与氧气侵蚀。

结论

本研究通过喷涂-浸渍技术成功制备了多功能AF/MXene/AgNWs/PDMS复合织物。优化后的AMA-3织物在0.34 mm厚度下实现96.75 dB的超高电磁干扰（EMI）屏蔽效能，同时保持5183.03 dB·cm²·g^-1的优异比屏蔽效能（SSE/t）。该性能提升源于复合材料内部多重反射、显著欧姆损耗及极化损耗的协同效应。此外，材料兼具快速电热响应（3.5秒内升温至98°C）、近红外光热转换（效率达92.8%）、红外隐身（发射率0.78）、抗菌（对大肠杆菌/金黄色葡萄球菌抑菌率＞99%）及阻燃（极限氧指数32.5）等多功能特性，为下一代智能织物在极端环境应用奠定基础。