谭勇文课题组开发高性能三维多孔MXene基电磁屏蔽材料

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谭勇文教授团队在国际权威期刊《ACS Nano》（IF=13.903）发表题为“Highly Stable 3D Ti3C2Tx MXene-Based Foam Architectures toward High-Performance Terahertz Radiation Shielding”的研究论文。材料学院硕士研究生林泽慧为论文第一作者，刘骥助理教授与谭勇文教授为共同通讯作者。
      随着信息时代来临，电子电气设备迅猛发展，以太赫兹电磁波作为辐射源的太赫兹技术，在诸多前沿领域中展现出巨大前景。然而，这些设备在给人们带来便利的同时，所辐射出的电磁波也带来如电磁信息泄露和电磁环境污染等负面效应。目前，制备兼具低密度、超薄厚度、柔韧性、甚至可折叠性的新型高性能屏蔽材料用以满足便携化和可穿戴化设备的需求仍具有较大难度。

图1、三维多孔Mxene材料的制备

图2、三维多孔Mxene材料电磁屏蔽性能

      为此，谭勇文教授团队提出一种离子扩散诱导组装策略实现新型二维材料过渡金属碳化物（MXene）可控组装，成功制备了兼具可折叠性和良好环境稳定性的MXene基多孔材料，其在厚度仅为85 μm时，即可展现出高达51 dB的优异太赫兹电磁屏蔽效能。MXene材料作为一种类石墨烯二维纳米材料，已经在包括电化学储能、水污染处理以及电磁屏蔽等领域中展现出极大应用潜力，然而其有限的力学柔韧性和较差的稳定性仍是限制该材料实际应用的关键问题。在该工作中，通过构筑多级交联结构，所制备的MXene材料在保持亲水性的同时具备良好的可折叠性和结构稳定性，即使在水中长时间浸泡后仍可维持结构完整和较高的屏蔽效能；通过多孔结构设计，该材料在实现对电磁波高效屏蔽的同时展现出低反射特性，在较宽频段内反射损耗甚至低于-10 dB，对减少电磁辐射二次污染实现绿色电磁屏蔽具有重要意义。这项工作不仅可为高性能电磁屏蔽材料设计提供参考，同时为扩展MXene材料在宏观三维形态下的实际应用开辟了新的道路。
      上述研究受到国家自然科学基金、中央高校基本科研基金、湖南省自然科学基金、湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室自主研发项目的资助。
      论文链接：https://doi.org/10.1021/acsnano.9b08832。
      文章来源：湖南大学
      谭勇文，湖南大学“岳麓学者”，博士生导师。2012年获得上海交通大学材料学专业博士学位，随后赴日本东北大学原子分子材料科学高等研究机构从事博士后研究，取得助手研究员职位。近年来主要从事三维微纳结构金属功能材料的设计、制备、复合及其应用研究，并取得了多项国际影响的研究成果。先后在Nature Commun., Adv. Mater., Energy. Environ. Sci.,    Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Funct. Mater.等国际知名期刊上发表论文20余篇，影响因子大于10的10篇，研究工作多次被Nature、Nature China、Materials View等国际学术媒体作亮点报导，选为Hot papers 1次，选为封面论文2次，2篇入选“ESI高被引论文”。申请中国专利2项（已授权1项），申请日本专利2项。主持和参与国家自然科学基金、日本东北大学科研基金多项。