Angew: MXene液相界面自组装

【研究背景】

在两种不相溶液体环境中的界面组装被认为是结合多种纳米颗粒制备介孔尺度的胶体以及大孔尺度的薄膜与泡沫的最有效方式之一，往往具有优异的化学、磁学以及电学性能。降低亥姆霍兹自由能是纳米颗粒与界面分离的主要驱动力。MXenes材料自2011年被发现以来，已经被广泛深入地研究。作为一种类石墨烯的二维材料，MXenes一些独特的性质，尤其是较高的亲水性与金属导电性，使其在很多领域得到应用，如能量储存、传感器、催化、纳米复合以及电磁屏蔽。截至目前，MXenes基材料有很多种功能化组装方式，包括一维的纤维、二维的薄膜和三维的块体。除此之外，鲜有研究关注MXenes在两种不相溶液体（如油和水）的界面性质，MXenes界面自组装还是一个未解之谜。

【成果简介】

近日，北京化工大学Shaowei Shi教授、Haobin Zhang教授与美国马塞诸塞州立大学Thomas P. Russell教授合作，在国际著名学术期刊 Angew.Chem. Int. Ed. 上发表研究论文，题目为Self-Assembly of MXene-Surfactants at Liquid–Liquid Interfaces: From Structured Liquids to 3D Aerogels. 文章使用Ti₃C₂T_x与氨基功能化处理的笼型聚倍半硅氧烷（POSS-NH₂）作为模型材料，探究MXenes基材料及其表面官能团在油-水界面的形成与组装，具有很高的研究价值。

【图文导读】

图1.MXS制备方法示意图。

图2.Ti₃C₂T_x与在不同界面体系的界面张力的时间演化。

图3.不同MXene浓度的胶体液体的光学图像。

图4.不同POSS-NH₂浓度的胶体液体的光学图像。

图5.不同POSS-NH₂浓度的胶体液体的形变与皱纹行为的图像。