随着5G通讯技术的发展和相关设备的大范围应用，各种电子设备在给人们的生活带来高效便利的同时，也会对人体健康造成潜在的影响。为了应对日益严重的电磁污染，迫切需要能够满足各种需求的高性能微波吸收材料。对于吸波材料来说，界面设计与材料的性能有着密切的联系。二维材料Ti3C2Tx因其高比表面积，常被用来进行异质界面设计。然而，Ti3C2Tx的本征电导率极高（高于10000 S cm-1），这会引起阻抗失配，导致电磁波吸收性能不佳。传统的异质界面设计都是基于片层结构，这尽管可以使其吸波性能得到一定程度的改善，但片层之间的界面数量很难增加，界面损耗难以进一步提高。
为了解决这个问题，西北工业大学范晓孟团队和吴宏景团队合作制备出基于Ti3C2Tx/MoS2自卷曲棒状结构的吸波泡沫。得益于合理设计的几何结构，经异质界面所赋予的优异阻抗匹配及较高的极化损耗，使得该吸收剂具有优异的电磁波吸收性能。吸收剂在厚度3.3mm，0.009gcm-3的超低密度下，有效吸收带宽覆盖整个X波段（8.2—12.4GHz）。相关研究成果以“Ti3C2Tx / MoS2 Self-Rolling Rod-Based Foam Boosts Interfacial Polarization for Electromagnetic Wave Absorption”发表在《Advanced Science》上。
实验流程及表征
样品制备分为两步（图1）：（1）通过氢氟酸（HF）原位酸蚀刻法进行了Ti 3C 2T xMXenes的制备；（2）利用前驱体四硫代钼酸铵（ATM）与Ti 3C 2T x表面张力的差异，在冷冻干燥中诱导了Ti 3C 2T x的自卷曲，形成Ti 3C 2T x/MoS 2复合棒状结构。
从图2（a）可以看出，Ti 3C 2T x在（002）平面（7.4°）的峰值，移至6.8°。这意味着（002）平面的晶面间距从11.70增加到12.97埃，这是因为MoS 2片在Ti 3C 2T x薄片层间原位形成，导致层间空间增大；拉曼光谱表明，ATM通过—OH基团与Ti 3C 2T x相连；SEM图像也证明了Ti 3C 2T x与MoS 2的成功复合。
图1. Ti3C2Tx/MoS2薄板和自滚棒的制作工艺示意图及Ti3C2Tx/MoS2自滚棒的轧制机理。
图2. (a)XRD; (b)拉曼光谱; (c—h)SEM; (i)Ti3C2Tx/MoS2自滚棒基泡沫材料光学照片;(j)单根Ti3C2Tx/MoS2自滚动棒的SEM图像;(k—n)XPS。
电磁波吸收性能
好的吸波材料应具有良好的阻抗匹配，优异的衰减常数，尽可能轻的质量。Ti 3C 2T x/MoS 2吸收剂在厚度3.3mm，0.009gcm -3的超低密度下，有效吸收带宽覆盖整个X波段（8.2—12.4GHz）。
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论文信息：
Minghang Li, Wenjie Zhu, Xin Li, Hailong Xu, Xiaomeng Fan, Hongjing Wu, Fang Ye, Jimei Xue, Xiaoqiang Li, Laifei Cheng, Litong Zhang, Ti3C2Tx / MoS2 Self-Rolling Rod-Based Foam Boosts Interfacial Polarization for Electromagnetic Wave Absorption, Advanced Science, DOI: 10.1002/advs.202201118
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202201118
来源：高分子科学前沿
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