Nature Communication：高导电湿纺MXene纤维

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       Ti₃C₂T_x MXene是一类正在兴起的二维纳米材料，其具有杰出的导电性与电化学性能，在多功能宏观材料与纳米材料的制备中具有很大的潜力。最近，很多研究者们尝试通过湿纺与静电纺丝制备MXene基纤维，以MXene和聚合物的混合溶液作为纺丝液，或者是和MXene/rGO共组装的方式来制备。然而，相比于MXene与rGO的复合物的电导率（72-290 S cm^-1），CNT纤维（26 S cm^-1）以及PEDOT:PSS （1489 S cm^-1）所具有的导电率，并没有充分利用纯Ti₃C₂T_x MXene固有的高电导率（9880 S cm^-1）。对于湿纺纯MXene纤维来讲，关键的挑战在于其较小MXene片层间较差的层间接触所导致的较弱的自支撑。此外，分散液较低的浓度也进一步限制了MXene直接形成1D纤维形式。

     最近，韩国汉阳大学Tae Hee Han教授在国际知名学术期刊Nature Communication上发表题目为： Large-scale wet-spinning of highly electroconductive MXene fibers的研究论文，报道了一种通过大批量湿纺组装方式，制备直接的，持续可控的，无添加剂/粘结剂的方法纯MXene纤维。所制备的MXene片（平均尺寸5.11 μm²）在水中具有较高的浓度，不形成聚集且不会发生相分离。铵离子的引入可以使MXene片组装成柔性长尺度的纤维，并且具有非常高的导电性（7713 S cm^-1）

图1. MXene纤维的制备过程示意图。

图2. Ti₃C₂T_xMXene的合成与表征。

图3. MXene纳米片的分散性及其相应的表征。

图4. 纯Ti₃C₂T_xMXene纤维的湿纺过程。

图5.杨氏模量与导电性的对比。

本位报道了一种直接的可靠的合成策略，通过湿纺纺丝制备了一种无粘结剂/添加剂的，高纯1D MXene纤维，具有较高的导电性。相应的分散液具有较大的Ti₃C₂T_xMXene尺寸（平均尺寸和长宽比分别为~5.11 μm²和1600），并且具有很高的浓度（25 mg mL^-1）的稳定胶体溶液。所制备的MXene纤维作为电线去控制LED灯以及向耳机传输电学信号时具有杰出的性能。此外，MXene纤维展示出了较高的柔性与杰出的机械性能。所报道的湿纺策略为迟迅大批量的MXene纤维生产具有启示作用，证明了其在高性能，柔性可穿戴电子领域中有较大的应用潜力。

文献链接：

https://doi.org/10.1038/s41467-020-16671-1

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