來(lái)源：NYU Tandon

布魯克林，紐約，星期四，2020年8月6日 - 電子產(chǎn)品在設(shè)備、可穿戴醫(yī)療植入物和其他應(yīng)用中的擴(kuò)散和小型化使得阻止電磁干擾（EMI）的技術(shù)變得尤為重要，同時(shí)也使其實(shí)現(xiàn)更具挑戰(zhàn)性。雖然EMI可能會(huì)在關(guān)鍵應(yīng)用中造成通信中斷，從而導(dǎo)致潛在的災(zāi)難性后果，但傳統(tǒng)的EMI屏蔽層需要大厚度才能有效工作，從而妨礙了設(shè)計(jì)靈活性。

一種解決方案存在于MXenes中，一系列具有阻斷EMI潛力的2D過(guò)渡金屬碳化物、氮化物和碳氮化物顯示出高導(dǎo)電性和優(yōu)異的EMI屏蔽性能。這些材料商業(yè)化的關(guān)鍵是工業(yè)規(guī)模的制造。

由紐約大學(xué)坦頓工程學(xué)院的化學(xué)和生物分子工程教授AndréD.Taylor領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)多機(jī)構(gòu)研究團(tuán)隊(duì)展示了一種新的MXene制造方法，該方法可能導(dǎo)致MXene獨(dú)立膜的規(guī)模生產(chǎn)方法：在預(yù)先設(shè)計(jì)的疏水基底上滴注。傳統(tǒng)的電磁干擾方法使電磁干擾效率提高了38%。發(fā)表在《Cell Press publication Material》一周年紀(jì)念版上的“用于增強(qiáng)電磁干擾屏蔽的可縮放、高導(dǎo)電性和微圖案化MXene薄膜”表明，采用可伸縮且允許高吞吐量的方法制備微圖案MXene薄膜，可用于電磁干擾屏蔽、儲(chǔ)能和光電應(yīng)用。

該團(tuán)隊(duì)，包括主要作者Jason Lipton，Taylor指導(dǎo)下的博士候選人，以及紐約大學(xué)Tandon的Elisa Riedo以及來(lái)自Drexel大學(xué)和Brookhaven國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的研究人員，在疏水性聚苯乙烯基底上制備MXene納米片（配方為T(mén)i3C2Tx）并將其干燥。干燥后，所得的獨(dú)立薄膜可輕易剝離，該方法在時(shí)間效率、操作簡(jiǎn)單性和表面光滑性方面與傳統(tǒng)的真空輔助過(guò)濾方法相比具有許多優(yōu)點(diǎn)。

Taylor說(shuō)，滴注法的優(yōu)點(diǎn)在于它能夠利用預(yù)圖案基底（如乙烯基唱片、反光包裝和反光膠帶）在薄膜表面調(diào)節(jié)微米級(jí)的3D圖案。他補(bǔ)充說(shuō)，這項(xiàng)研究將導(dǎo)致更可持續(xù)的生產(chǎn)。

“我們的工作說(shuō)明了MXene納米片是如何在不需要復(fù)雜和耗能的儀器的情況下制造成獨(dú)立薄膜的。”

Lipton補(bǔ)充說(shuō)，該工藝的一個(gè)關(guān)鍵好處是可以更好地控制Ti3C2Tx的薄膜結(jié)構(gòu)（包括橫向尺寸和厚度）。

Lipton說(shuō)：“制作MXene薄膜的傳統(tǒng)方法是，你應(yīng)該將親水性材料與親水性基底相匹配，以獲得光滑的涂層。”。“我們發(fā)現(xiàn)，如果你改為使用疏水表面，結(jié)果是簡(jiǎn)單的，可擴(kuò)展的生產(chǎn)獨(dú)立的薄膜，因?yàn)镸Xene喜歡粘在一起，而不是與表面相互作用。因?yàn)橛性S多商業(yè)上可買到的微結(jié)構(gòu)塑料，所以有很多選擇來(lái)制作3D圖案的MXene薄膜，我們發(fā)現(xiàn)選擇正確的圖案可以顯著提高EMI的屏蔽效能。這為研究不同的微結(jié)構(gòu)MXene復(fù)合材料提供了大量的機(jī)會(huì)，以廣泛應(yīng)用。”

“概念驗(yàn)證標(biāo)志著Ti3C2Tx薄膜的大規(guī)模生產(chǎn)邁出了重要一步，這為加速M(fèi)Xene產(chǎn)品的商業(yè)化提供了廣闊的空間。”Taylor補(bǔ)充道。

原文鏈接：https://engineering.nyu.edu/news/researchers-devise-efficient-scalable-process-fabricating-mxene-films-block-electromagnetic

聲明：本文由仁達(dá)化工編譯，中文內(nèi)容僅供參考，一切內(nèi)容以英文原版為準(zhǔn)。