抗氧化MXene@CGA/Ag NPs自组装织物的制备及其在低红外发射率、电磁屏蔽与双模加热中的应用研究

本文创新性地采用绿原酸(CGA)修饰MXene提升抗氧化性，通过静电自组装和化学镀银工艺构建MXene@CGA/Ag NPs复合织物，实现导电性(603.28 S/m)、低红外发射率(0.457)、优异电磁屏蔽(75 dB/X-band)和双模加热(光热58.34°C@100 mW·cm-2，焦耳热114.14°C@4V)的多功能集成，为军事红外热伪装(infrared thermal camouflage)和智能可穿戴领域提供新思路。

　　

Highlight

自组装机制与抗氧化能力

图1a展示了绿原酸修饰MXene（MXene@CGA）的制备过程。通过喷涂工艺，MXene@CGA分散液被均匀沉积在胺化改性棉织物（ACF-MC）表面。绿原酸分子中的羟基和羧基官能团能与MXene纳米片产生共价键和氢键等多重相互作用，从而像"分子盔甲"般保护MXene免受氧化侵蚀。傅里叶变换红外光谱（FTIR）证实了CGA与MXene的成功复合，在3420 cm^-1处出现的宽峰归因于-OH伸缩振动，而1635 cm^-1处的特征峰则对应羧酸根离子的不对称振动。X射线光电子能谱（XPS）显示Ti2p轨道结合能向低能方向移动，证实了Ti-O-C共价键的形成。

这种"分子装甲"策略使MXene@CGA在湿热环境（85% RH，60°C）中保持30天稳定性，抗氧化效率比原始MXene提升400%。电化学测试表明，修饰后的材料自由基清除率高达92%，相当于给MXene装上了"抗氧化防护罩"。

结论

总之，经绿原酸修饰的MXene@CGA分散液展现出卓越的抗氧化稳定性。通过静电作用和氢键作用，MXene@CGA在胺化改性棉织物表面实现有序自组装。随后通过化学镀银将银纳米颗粒（Ag NPs）沉积在MXene@CGA上，制得MXene@CGA/Ag NPs复合织物（ACF-MCA）。由于胺化棉织物（ACF）与MXene@CGA之间的强相互作用，以及Ag NPs构建的"纳米导电网络"，该材料展现出"三明治"般的稳定结构，在红外隐身、电磁防护和智能热管理领域展现出广阔应用前景。