超强粘附韧性Ti3C2Tx/纤维素水凝胶：宽带微波吸收与多功能集成创新

本综述聚焦新型Ti3C2Tx/微晶纤维素（MCC）/聚丙烯酰胺（PAM）水凝胶（MX-C hydrogel）的开发，通过深共熔溶剂（DES）室温溶解技术，实现了材料在微波吸收（MA）性能（X波段全频段覆盖，RLmin=?28 dB）、界面粘附强度（2.13 MPa）及机械韧性（拉伸应变524%）的突破性协同提升，为柔性电磁隐身与智能伪装系统提供了创新解决方案。

　　

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Raw materials and reagents

微晶纤维素（MCC, (C₆H₁₀O₅)_n, 分子量≈36,000 g/mol）购自瑞威尔生物科技有限公司（江西），钛碳化铝（Ti₃AlC₂）和丙烯酰胺（C₃H₅NO）购自默瑞化学技术有限公司（上海）。盐酸（HCl, 36–38%）、甲酸（CH₂O₂, 88%）和氯化锌（ZnCl₂, 98%）由科密化学试剂有限公司（天津）提供。N,N′-亚甲基双丙烯酰胺（C₇H₁₀N₂O₂, 99%）和过硫酸铵（(NH₄)₂S₂O₈, 98%）则来自阿拉丁生化科技股份有限公司（上海）。所有试剂均直接使用，未经进一步纯化。

Preparation and microstructure of MX-C hydrogel

扫描电镜（SEM）图像揭示了Ti₃AlC₂、MXene及MX-C水凝胶的微观结构（图1b、c、d）。Ti₃AlC₂前体粉末呈现典型的光滑多层块状形态，而Ti₃C₂T_x则显示出 accordion 般的层状结构。MX-C水凝胶表面呈现褶皱结构且无可见孔隙，这归因于水分子、纤维素、MXene片层与PAM聚合物网络之间的强非共价相互作用。这种形态表明材料具有高度致密的内部网络，有利于应力传递和界面结合。

Conclusion

本研究成功制备了一种兼具高粘附性和韧性的MXene/MCC/PAM水凝胶，其表现出卓越的电磁波吸收性能。在2 mm厚度下，MX_3.0%-C水凝胶实现了完全覆盖X波段（8–12 GHz）的有效吸收带宽（EAB），最小反射损耗（RL_min）达?28 dB。通过结合密度泛函理论（DFT）计算与电磁波传输理论，进一步阐明了其吸收机制：主导能量耗散源于传导损耗，并辅以极化与内部反射效应。