1. EES: 二鉀方酸實(shí)現(xiàn)高效正極補(bǔ)鉀和界面穩(wěn)定性改善
鉀離子電池的貧鉀狀態(tài)和首周不可逆的鉀損失使得其能量密度和循環(huán)壽命受到嚴(yán)重限制。在電池裝配之前進(jìn)行正極預(yù)鉀化是有效解決該問(wèn)題的方法，但是預(yù)鉀化又會(huì)面臨著高安全風(fēng)險(xiǎn)和高成本等問(wèn)題。近日，澳大利亞悉尼科技大學(xué)汪國(guó)秀、Bing Sun, 北京大學(xué)郭少軍以及湖南大學(xué)Xiuqiang Xie等利用二鉀方酸（K2C4O4）作為自犧牲預(yù)鉀化試劑實(shí)現(xiàn)了對(duì)鉀離子電池正極材料的高效安全補(bǔ)鉀。
本文要點(diǎn)：
1）研究人員將廉價(jià)環(huán)保的K2C4O4用作鉀離子電池正極自犧牲預(yù)鉀化試劑。半電池測(cè)試表明K2C4O4輔助的P2型K0.5MnO2復(fù)合正極材料的首周庫(kù)倫效率提高至93.5%而空白對(duì)照的K0.5MnO2正極首效僅為53.6%。復(fù)合正極循環(huán)300周后的容量保持率高達(dá)91.6%。
2）研究人員借助后期多種分析手段發(fā)現(xiàn)K2C4O4會(huì)在正極材料表面分解形成薄而致密的含氟正極-電解質(zhì)界面。這能夠提高循環(huán)過(guò)程中的界面穩(wěn)定性和反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。憑借出色的補(bǔ)鉀性能，當(dāng)K0.5MnO2正極與不含鉀的軟碳負(fù)極匹配為全電池后，K2C4O4添加劑能夠協(xié)助使得全電池的能量密度提高三倍。
Shuoqing Zhao et al, High-Efficiency Cathode Potassium Compensation and Interfacial Stability Improvement Enabled by Dipotassium Squarate for Potassium-ion Batteries, Energy Environmental Science, 2022
DOI: 10.1039/D2EE00833E
https://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2022/EE/D2EE00833E
2. JACS：Cu-UiO-66的NH3吸附
MOF材料的活性位點(diǎn)能夠非常顯著的控制或影響其吸附和催化性質(zhì)，但是揭示底物與活性位點(diǎn)之間的原子尺度相互作用具有非常大的挑戰(zhàn)。有鑒于此，曼徹斯特大學(xué)楊四海（Sihai Yang）、Martin Schr?der等報(bào)道在含有開放Cu(I)、Cu(II)和原子分散缺陷等結(jié)構(gòu)的UiO-66材料中直接觀測(cè)NH3的吸附行為。
本文要點(diǎn)：
1)發(fā)現(xiàn)合成的一系列具有類似表面積（1111-1135 m2 g-1）的UiO-66，但是發(fā)現(xiàn)當(dāng)缺陷型UiO-66的-OH位點(diǎn)修飾Cu(II)，導(dǎo)致UiO-66-CuII比缺陷型UiO-66的273 K 1 bar的NH3等溫吸附性能提高43 %，由11.8 mmol g-1提高至16.9 mmol g-1。在298 K溫度對(duì)630 ppm NH3的動(dòng)態(tài)吸附性能由2.07 mmol g-1提高至4.15 mmol g-1。
2)通過(guò)原位中子粉末衍射、非彈性中子散射、ESR、NMR、FTIR等表征方法，并且結(jié)合模型建模，發(fā)現(xiàn)UiO-66-CuII具有更高NH3吸附能力是因?yàn)镃uII…NH3相互作用，同時(shí)導(dǎo)致CuII結(jié)構(gòu)能夠在近線性結(jié)構(gòu)與三角配位之間可逆轉(zhuǎn)變。這項(xiàng)工作首次展示含有開放結(jié)合位點(diǎn)的MOF骨架在結(jié)合NH3的過(guò)程中的結(jié)構(gòu)變化情況，為發(fā)展具有NH3捕獲和存儲(chǔ)能力的新型MOF材料結(jié)構(gòu)提供機(jī)會(huì)。
Yujie Ma, et al, Direct Observation of Ammonia Storage in UiO-66 Incorporating Cu(II) Binding Sites, J. Am. Chem. Soc. 2022
DOI: 10.1021/jacs.2c00952
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c00952
3. Angew: 通過(guò)電解液設(shè)計(jì)提升室溫鈉硫電池循環(huán)性能
室溫鈉硫電池具有能量密度高和成本低廉的特點(diǎn)，是一種頗具前景的儲(chǔ)能體系。但是在當(dāng)前研究中室溫鈉硫電池面臨著可逆容量低、自放電嚴(yán)重和循環(huán)性能有限等問(wèn)題。這些問(wèn)題主要是由于缺乏與電極高度兼容的電解液體系導(dǎo)致。在醚類和酰胺類電解液中硫正極經(jīng)歷“固-液-固”反應(yīng)歷程，可溶多硫中間體的存在會(huì)形成穿梭效應(yīng)，降低庫(kù)倫效率并造成容量衰減。雖然在碳酸酯電解液中鈉硫電池可以通過(guò)“固-固”轉(zhuǎn)化的方式避免穿梭效應(yīng)，但是由多硫陰離子和碳酸酯分子形成的電極-電解液界面層不可控，易造成硫正極失活和容量衰減。近日，清華大學(xué)李寶華教授、康飛宇教授和悉尼科技大學(xué)汪國(guó)秀教授聯(lián)手開發(fā)出一種全氟電解液用于室溫鈉硫電池，可以有效提升室溫鈉硫電池的循環(huán)性能。
本文要點(diǎn)：
1) 作者以2,2,2-三氟-N,N-二甲基乙酰胺（FDMA）為溶劑，以1,1,2,2-四氟乙基甲基醚（MTFE）為反溶劑，以氟代碳酸乙烯酯（FEC）為添加劑配置1 M NaTFSI電解液，其中FDMA:MTFE=1:1 (v:v)，F(xiàn)EC添加量為1 wt%；
2) 通過(guò)徑向分布函數(shù)和分子動(dòng)力學(xué)模擬計(jì)算可知該電解液中溶劑化結(jié)構(gòu)為聚集體形式（AGG），一個(gè)鈉離子與1.6個(gè)FDMA分子和1.02個(gè)TFSI陰離子配位，形成了類似于局部高濃電解液的溶劑化結(jié)構(gòu)。該電解液可以在硫正極形成富含NaF和Na3N的正極-電解液界面層（CEI），使得硫正極經(jīng)歷準(zhǔn)固相轉(zhuǎn)化從而消除穿梭效應(yīng)。MTFE的加入不僅避免了多硫化物穿梭，也使得電解液對(duì)鈉金屬負(fù)極更加兼容且不易燃燒；
3) 硫正極在該電解液體系中以0.1 C倍率運(yùn)行，首周可逆比容量為1114 mAh/g，循環(huán)兩百周后容量保持率高達(dá)65%，庫(kù)倫效率約為99.5%。
J. Wu, et al. Rational electrolyte design toward cyclability remedy for room–temperature sodium–sulfur batteries, Angew. Chem. Int. Ed., 2022
DOI: 10.1002/anie.202205416
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202205416
4. AM：絕緣襯底上超長(zhǎng)石墨烯納米帶的催化生長(zhǎng)
幾納米寬度的石墨烯納米帶（GNR）具有結(jié)構(gòu)可調(diào)的帶隙、超高的載流子遷移率和優(yōu)異的穩(wěn)定性，是未來(lái)納米電子應(yīng)用的潛在候選者。然而，在絕緣襯底上直接生長(zhǎng)微米長(zhǎng)的GNR仍然是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，這是制造納米電子器件所必需的。近日，上海交通大學(xué)史志文特別研究員，Shiyong Wang，韓國(guó)基礎(chǔ)科學(xué)研究所Feng Ding，特拉維夫大學(xué)Oded Hod利用納米粒子催化化學(xué)氣相沉積(CVD)，成功在絕緣六方氮化硼(h-BN)襯底上外延生長(zhǎng)GNRs。
本文要點(diǎn)：
1）合成了長(zhǎng)度可達(dá)10μm的超窄GNR。值得注意的是，生長(zhǎng)的GNRs與h-BN襯底在結(jié)晶學(xué)上對(duì)準(zhǔn)，形成了一維(1D)莫爾超晶格。掃描隧道顯微鏡顯示，在導(dǎo)電石墨襯底上生長(zhǎng)的類似GNR的平均寬度為2 nm，典型禁帶寬度為1 eV。
2）完全原子化的計(jì)算模擬證實(shí)了實(shí)驗(yàn)結(jié)果，揭示了在成核階段GNRs和碳納米管(CNTs)的形成以及在整個(gè)生長(zhǎng)階段GNRs在h-BN襯底上的范德華滑動(dòng)之間的競(jìng)爭(zhēng)。
這項(xiàng)研究提供了一種可擴(kuò)展的、一步法在絕緣襯底上生長(zhǎng)微米長(zhǎng)的窄GNR，從而為探索高質(zhì)量GNR器件的性能和一維莫爾超晶格的基礎(chǔ)物理開辟了一條途徑。
Bosai Lyu, et al, Catalytic growth of ultralong graphene nanoribbons on insulating substrates, Adv. Mater. 2022
DOI: 10.1002/adma.202200956
https://doi.org/10.1002/adma.202200956
5. AM：一種多功能蛋白質(zhì)結(jié)合劑構(gòu)建的堅(jiān)固人工相助力高電壓鈉離子電池正極材料
電極/電解質(zhì)界面不穩(wěn)定、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)遲緩、過(guò)渡金屬(TM)溶解等問(wèn)題一直是影響鈉離子電池正極材料循環(huán)性能的重要因素。近日，中南大學(xué)張治安教授，Yanqing Lai，香港城巿大學(xué)Hongyan Sun開發(fā)了一種多功能的蛋白質(zhì)粘合劑-絲膠蛋白/聚丙烯酸(SP/PAA)，其顯示出了解決這些問(wèn)題的獨(dú)特物化性質(zhì)。
本文要點(diǎn)：
1）交聯(lián)SP和PAA之間的高親水性和強(qiáng)氫鍵相互作用導(dǎo)致粘合劑層的均勻涂覆，并用作高電壓Na4Mn2Fe(PO4)2P2O7正極材料(NMFPP)上的人工界面。
2）通過(guò)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算，研究人員發(fā)現(xiàn)，SP/PAA粘合劑在高電壓下具有是電化學(xué)穩(wěn)定性，并且由于絲膠蛋白和電解質(zhì)陰離子ClO4-之間的相互作用而具有增加的離子電導(dǎo)率，這可以提供額外的鈉遷移路徑，同時(shí)大大降低了能壘。此外，粘結(jié)劑與NMFPP之間的強(qiáng)相互作用力可以有效地保護(hù)正極免受電解液腐蝕，抑制錳的溶解，穩(wěn)定晶體結(jié)構(gòu)，保證循環(huán)過(guò)程中電極的完整性。
3）得益于這些優(yōu)點(diǎn)，基于SP/PAA的NMFPP電極表現(xiàn)出增強(qiáng)的倍率和循環(huán)性能。值得注意的是，研究人員在Na3V2(PO4)2F3上進(jìn)一步證實(shí)了SP/PAA粘合劑的通用性。
這種多功能的蛋白質(zhì)基粘合劑對(duì)高性能電池的開發(fā)具有啟發(fā)意義
Huangxu Li, et al, Robust Artificial Interphases Constructed by a Versatile Protein-Based Binder for High-Voltage Na-Ion Battery Cathodes, Adv. Mater. 2022
DOI: 10.1002/adma.202202624
https://doi.org/10.1002/adma.202202624
6. AM：生物模板化的單原子Fe-N介體促進(jìn)雙向硫氧化還原助力耐用Li?S電池
鋰-硫（Li-S）電池具有高能量、低成本等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是用于下一代電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)的候選電池。盡管如此，其發(fā)展仍然受到嚴(yán)重的多硫化物穿梭效應(yīng)和反應(yīng)動(dòng)力學(xué)緩慢的困擾。盡管單原子催化劑（SACs）已成為加速硫氧化還原反應(yīng)的有效手段，但單原子負(fù)載量一般、原子利用率低、催化途徑難以捉摸等問(wèn)題仍然比較嚴(yán)峻。
近日，蘇州大學(xué)孫靖宇教授利用硅藻土模板法，成功將單原子Fe-N2物種分散在生物形態(tài)三維層狀C3N4載體（3DFeSA-CN）上，其載鐵量為6.32 wt%。這樣的生物模板策略防止了碳質(zhì)載體的堆積，從而顯著提高了Fe負(fù)載量和原子利用率。
本文要點(diǎn)：
1）所制備的3DFeSA-CN繼承了硅藻土模板獨(dú)特的層次化結(jié)構(gòu)，不僅促進(jìn)了離子/電子的傳輸，而且減少了體積變化，從而在電化學(xué)循環(huán)過(guò)程中保持了電極的完整性。更可喜的是，具有不飽和配位環(huán)境和偏離電子結(jié)構(gòu)的Fe-N2部分可以顯著增強(qiáng)LiPSs的化學(xué)吸附和催化轉(zhuǎn)化，最終促進(jìn)氧化還原動(dòng)力學(xué)，緩解穿梭效應(yīng)。
2）由于同時(shí)優(yōu)化了SACS的碳載體和配位環(huán)境， 3DFeSA-CN表現(xiàn)出優(yōu)異的電催化活性，研究人員通過(guò)電動(dòng)測(cè)量和理論計(jì)算闡述了這一點(diǎn)。結(jié)果表明，S@3DFeSA-CN正極材料具有優(yōu)異的電化學(xué)性能，0.2 C下的比容量為1363.5 mAh g?1，3.0 C下的比容量為783.0 mAh g?1。它還可以在1.0 C下循環(huán)2000次，保持高容量，衰減可以忽略不計(jì)，僅為0.031%。此外，硫負(fù)載量為5.75 mg cm-2的鋰-硫電池的面容量為6.18 mAhc m?2。
Yifan Ding, et al, Enhanced Dual-Directional Sulfur Redox via Biotemplated Single-Atomic Fe-N2 Mediator Promises Durable Li?S Batteries, Adv. Mater. 2022
DOI: 10.1002/adma.202202256
https://doi.org/10.1002/adma.202202256
7. AEM：缺陷輔助的電子隧穿用于低過(guò)電位下通過(guò)光電化學(xué)將CO2還原為乙醇
太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)的光電化學(xué)（PEC）二氧化碳（CO2）還原反應(yīng)（CO2RR）是一種很有吸引力的方法，它綜合了利用電場(chǎng)來(lái)改善電荷分離和應(yīng)用光照射界面來(lái)增強(qiáng)活性的優(yōu)點(diǎn)，可以將CO2催化轉(zhuǎn)化為增值化學(xué)品。近日，復(fù)旦大學(xué)鄭耿鋒教授制備了一種具有電子隧道的Si/ZnO/Cu2O p-n-p異質(zhì)結(jié)勢(shì)阱，用于選擇性光電化學(xué)CO2RR制備乙醇。
本文要點(diǎn)：
1）這種異質(zhì)結(jié)是通過(guò)在富含缺陷的p型Cu2O納米顆粒和納米多孔p型Si之間生長(zhǎng)n型ZnO納米片形成的。由于這種勢(shì)阱的存在，光生電子在低偏壓下借助于0.6 V的內(nèi)建電勢(shì)被俘獲并積累在n-ZnO內(nèi)部，并逃逸到Cu2O缺陷帶中。
2）在模擬太陽(yáng)光下，Si/ZnO/Cu2O光電陰極表現(xiàn)出0.2 V的啟動(dòng)電位（vs.RHE），用于水中光電化學(xué)CO2RR。由于隧穿中受限的電子能量，產(chǎn)物選擇性基本上從CO或甲酸鹽變?yōu)橐掖迹掖嫉姆ɡ谛试? V時(shí)超過(guò)60%。
這項(xiàng)研究通過(guò)能帶工程來(lái)調(diào)節(jié)電子能量，用于選擇性光電化學(xué)CO2RR。
Miao Kan, et al, Defect-Assisted Electron Tunneling for Photoelectrochemical CO2 Reduction to Ethanol at Low Overpotentials, Adv. Energy Mater. 2022
DOI: 10.1002/aenm.202201134
https://doi.org/10.1002/aenm.202201134
8. AFM: 細(xì)胞膜啟發(fā)的石墨烯納米網(wǎng)膜用于快速分離水包油乳液
由于石墨烯與水的低摩擦和極薄性能，石墨烯在制備具有快速水傳輸?shù)母咝阅苣し矫姹憩F(xiàn)出迷人的前景。然而，對(duì)于石墨烯組裝的膜，每個(gè)穿過(guò)膜的分子都應(yīng)該繞過(guò)許多石墨烯片，這延長(zhǎng)了分子路徑并增加了傳質(zhì)阻力。于此，受細(xì)胞膜的啟發(fā)，倫敦大學(xué)學(xué)院Marc-Olivier Coppens和Yanan Liu制造了一種石墨烯納米網(wǎng) (GNM) 膜，包括具有親水門的水通道蛋白，用于選擇性傳輸和和疏水通道，可降低與水的摩擦，從而實(shí)現(xiàn)快速的水傳輸，以及親水聚合物刷上膜表面抗污染。
本文要點(diǎn)：
1）GNM 是通過(guò)在氧化石墨烯 (GO) 納米片上蝕刻納米孔來(lái)合成的，以顯著縮短水傳輸通道，而疏水性石墨烯片則導(dǎo)致低水摩擦；結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)了超快速、選擇性的水通量。
2）此外，親水性聚合物殼聚糖用于修飾GNM以構(gòu)建水合層，從而抑制污垢接觸膜表面。因此，受細(xì)胞膜啟發(fā)的石墨烯納米網(wǎng)膜的滲透率幾乎達(dá)到 4000 L m-2 h-1 bar-1，約為 GO 膜滲透率的 260 倍，并且該膜在分離各種表面活性劑穩(wěn)定的水包油乳液方面表現(xiàn)出優(yōu)異的防污性能。
Liu, Y., Coppens, M.-O., Cell Membrane-Inspired Graphene Nanomesh Membrane for Fast Separation of Oil-in-Water Emulsions. Adv. Funct. Mater. 2022, 2200199.
https://doi.org/10.1002/adfm.202200199
9. Nano Energy：自下而上雙層協(xié)同優(yōu)化穩(wěn)定平面鈣鈦礦太陽(yáng)能電池
鈣鈦礦與電子傳輸層（ETL）之間的界面缺陷和能壘嚴(yán)重阻礙了鈣鈦礦太陽(yáng)能電池（PSC）效率和穩(wěn)定性的進(jìn)一步提高。因此，迫切需要開發(fā)多功能界面調(diào)制器來(lái)管理鈣鈦礦和 ETL 之間的界面。吉林大學(xué)Yanjie Wu, Biao Dong以及Hongwei Song等人開發(fā)了一種多功能自下而上的雙層界面調(diào)制策略，即 2,2'-[[12,13-Bis(2-丁基辛基)-12,13-dihydro-3,9-dinonylbisthieno[2 '',3'':4',5']噻吩并[2',3':4,5]吡咯并[3,2-e:2',3'-g][2,1,3]苯并噻二唑-在 SnO2/鈣鈦礦界面可實(shí)現(xiàn)PSC的高效率和出色的穩(wěn)定性。
本文要點(diǎn)：
1）BTP-eC9可有效防止FTO與鈣鈦礦的有害接觸，通過(guò)格式化級(jí)聯(lián)能級(jí)結(jié)構(gòu)構(gòu)建兩條電子傳輸路徑，消除載流子復(fù)合概率，改善界面載流子轉(zhuǎn)移。
2）化學(xué)上，BTP-eC9不僅可以鈍化未配位的Sn離子，表現(xiàn)出高電導(dǎo)率和大的光生載流子傳輸效率，而且可以通過(guò)自下而上的鈍化過(guò)程有效鈍化底層鈣鈦礦缺陷，提高成核和結(jié)晶動(dòng)力學(xué)。
3）鈣鈦礦薄膜。基于上述高效協(xié)同作用，兩步法在沒(méi)有任何封裝的情況下，獲得了高達(dá) 23.10% 的功率轉(zhuǎn)換效率 (PCE)，并且在環(huán)境大氣中 8000 小時(shí)后保留了其原始 PCE 的 90%。
4）此外，通過(guò)一步法獲得了23.75%的冠軍 PCE，具有1.25 V 的超高開路電壓（VOC），該 VOC 是帶隙約為1.60 eV 的鈣鈦礦薄膜的最高值，表明這一戰(zhàn)略的有效性和普遍性。該研究指導(dǎo)了ETL的設(shè)計(jì)方法，以通過(guò)界面工程提高PSC的PCE。
BinLiu, et al. Simultaneous Bottom-Up Double-layer Synergistic Optimization by Multifunctional Fused-Ring Acceptor with Electron-Deficient Core for Stable Planar Perovskite Solar Cells with Approaching 24% Efficiency, Nano Energy, 2022
DOI：10.1016/j.nanoen.2022.107368
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2211285522004463#!
10. ACS Nano：仿生燕窩結(jié)構(gòu)：一種輕質(zhì)高強(qiáng)隔熱材料
為了減少碳排放和建筑物的承重壓力，同時(shí)實(shí)現(xiàn)更好的節(jié)能，一個(gè)常見(jiàn)的方法是制備多孔鎂基輕質(zhì)復(fù)合材料，以減少?gòu)U物和環(huán)境危害。然而，由于內(nèi)應(yīng)力的作用，傳統(tǒng)輕質(zhì)復(fù)合材料的氣孔容易開裂和坍塌，導(dǎo)致復(fù)合材料脆性較大，耐水性較差。這些材料不能同時(shí)達(dá)到低密度和高強(qiáng)度，這限制了它們?cè)谙冗M(jìn)功能材料中的應(yīng)用。近日，通過(guò)大自然，受燕窩的啟發(fā)，中南林業(yè)科技大學(xué)Yingfeng Zuo，Yiqiang Wu提出了一種簡(jiǎn)單、快速的化學(xué)排列和組裝方法。
本文要點(diǎn)：
1）以竹屑為載體，以甲基纖維素分子鏈為模板，在甲基纖維素分子鏈上生長(zhǎng)并排列出5相晶體。這些晶體通過(guò)化學(xué)方法排列在竹片上，MC起到了橋梁作用。同時(shí)，利用醋酸乙烯/乙烯(VAE)共聚乳液的高粘度和彈性，以及VAE與水化產(chǎn)物形成醋酸鎂螯合物，可以組裝晶體和竹片。
2）通過(guò)這些有機(jī)?無(wú)機(jī)共聚物，形成了插層整合的仿生燕窩結(jié)構(gòu)。仿生燕窩結(jié)構(gòu)復(fù)合材料（BSNSC）模擬了自然燕窩的形成過(guò)程。它是一種輕質(zhì)材料，壁厚，連通率低，形狀規(guī)則。其密度為0.42 g/cm3，仍處于超輕無(wú)機(jī)泡沫材料的密度級(jí)，抗壓強(qiáng)度達(dá)到6.5 Mpa，是普通復(fù)合材料的3倍。該結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度重量比是普通復(fù)合材料的3.5倍，導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)低于其他保溫材料。
這種高強(qiáng)度、高隔熱、低密度的輕質(zhì)復(fù)合材料不僅是一種很好的建筑節(jié)能材料，而且在航空航天領(lǐng)域也是一種性能極佳的隔熱材料。
Long Zheng, et al, Biomimetic Swallow Nest Structure: A Lightweight and High-Strength Thermal Insulation Material, ACS Nano, 2022
DOI: 10.1021/acsnano.2c01451
https://doi.org/10.1021/acsnano.2c01451
11. ACS Nano：多界面N摻雜MXene/HCFG/AgNW薄膜用于多模能量轉(zhuǎn)換穿戴式電磁屏蔽器及其醫(yī)療監(jiān)護(hù)性能
隨著現(xiàn)代電子技術(shù)要求的不斷提高，在集成功能應(yīng)用的同時(shí)，為了保護(hù)智能電子設(shè)備在各種條件下不受電磁干擾(EMI)輻射，人們普遍希望使用性能優(yōu)異的電磁干擾屏蔽材料。迄今為止，如何有效地構(gòu)建具有多種結(jié)構(gòu)的薄膜作為集成屏蔽器件仍然是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。近日，同濟(jì)大學(xué)Wei Lu，Zhen Xiang通過(guò)簡(jiǎn)單的交替分層沉積(ALD)方法制備了一種由自由取向N摻雜Mxene（Ti3CNTx）/氧化石墨烯包裹的中空碳纖維(HCFG)和銀納米線(AgNW)層組成的多界面組裝薄膜。
本文要點(diǎn)：
1）得到的Ti3CNTx/HCFG/AgNW層狀膜(LMHA)由三個(gè)獨(dú)立的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)組成，具有厚度可控，出色的柔性以及高導(dǎo)電性等優(yōu)點(diǎn)。在連續(xù)導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)和多孔結(jié)構(gòu)的協(xié)同作用下，不僅解決了一維納米線和二維片尺寸不匹配的問(wèn)題，而且掩蓋了低維多孔結(jié)構(gòu)帶來(lái)的劣化，從而為薄膜帶來(lái)了優(yōu)異的電磁干擾屏蔽性能。同時(shí)，該架構(gòu)進(jìn)一步滿足了更好的多功能集成的需求。
2）為了最大限度地提高電磁波的衰減性能，進(jìn)行了退火熱處理。最后，通過(guò)簡(jiǎn)單的噴涂將制備的薄膜包裹上一層PDMS，賦予所制備的薄膜疏水性作為器件(p-LMHA)，以便在不同的條件下長(zhǎng)期使用。因此，柔性器件表現(xiàn)出具有有效導(dǎo)熱層的分級(jí)多界面結(jié)構(gòu)，從而產(chǎn)生超快的電熱和光熱響應(yīng)。此外，構(gòu)建連續(xù)的AgNW作為敏感層，使設(shè)備具有醫(yī)療監(jiān)測(cè)能力。
3）正如預(yù)期的那樣，組裝的薄膜表現(xiàn)出不斷增加的導(dǎo)電性、出色的電磁干擾容量、快速的電/光熱響應(yīng)以及良好的變形應(yīng)變傳感。P-LMHA復(fù)合薄膜具有優(yōu)異的導(dǎo)電性、高的SSE/t、超薄的尺寸和良好的柔韌性，使其在多功能集成的耐磨EMI屏蔽設(shè)備中具有極大的應(yīng)用前景。
Yuyang Shi, et al, Multi-interface Assembled N?Doped MXene/HCFG/AgNW Films for Wearable Electromagnetic Shielding Devices with Multimodal Energy Conversion and Healthcare Monitoring Performances, ACS Nano, 2022
DOI: 10.1021/acsnano.2c00448
https://doi.org/10.1021/acsnano.2c00448
