巧妙的微结构设计和合适的多组分策略，对于具有强吸收能力和宽吸附带宽（EAB）的先进电磁波吸收（EMA）材料，这仍然存在挑战。这里，通过定向冷冻法和水合肼蒸气还原过程，制备了三维（3D）Ti3C2Tx MXene/还原氧化石墨烯（RGO）气凝胶（锚定了磁性Ni纳米链）。该定向细胞结构和异质的介电/磁界面有利于提高吸收性能，这是通过形成完美的阻抗匹配，多极化和电/磁耦合效应实现的。有趣的是，所制备的超轻Ni/MXene/RGO（NiMR-H）气凝胶（6.45 mg cm-3）实现了目前为止最佳的EMA性能，最小反射损耗（RLmin）为-75.2 dB，最宽EAB为7.3 GHz。此外，该出色的结构坚固性和机械性能，以及高疏水性和隔热性能（接近空气），保障了NiMR-H气凝胶的耐久EMA应用，可抵抗变形，水或潮湿环境以及高温侵蚀。
 
 
Figure 1.（a）构建NiMR-H气凝胶的示意图。（b）静电相互作用和氢键作用。 （c）XPS光谱。NiMR-H，NiMR-A和NiMG气凝胶的（e）FT-IR，（f）拉曼光谱和（g）XRD图谱。NiMR-H气凝胶的（h）扫描电镜，（i）TEM，HRTEM（插图）和（j）元素映射图像。
 
  
Figure 2.（a）NiMG，（b）NiMR-A和（c）NiMR-H气凝胶的三维RL-f曲线。 （d）NiMR-H气凝胶在平行方向，垂直方向和无序状态下的EMA性能比较，以及（e）NiMR-H气凝胶在不同MXene/GO比率下的性能。（F）不同NiMR-H气凝胶的RLmin和EABmax。
 
  
Figure 3. NiMR-H气凝胶的EMA机理分析：（a）ε'-ε''图，（b）C₀-f曲线，（c）电耦合和（d）磁耦合效应，（e）两个相邻的Ni纳米链之间的离轴电子全息图像，（f）α/RL/Z-f曲线，（g，h）EMA机理示意图 ，（i，j）EMA性能综合比较。
 
 
 
Figure 4.（a）NiMR-H气凝胶上的水滴数码照片。（b）WCA图像，（c）NiMR-H气凝胶对各种有机液体的吸收能力。（d）热导率。（e）NiMR-H气凝胶加热时的红外热像图，和（f）测试点的相应温度-时间曲线。（g）NiMR-H气凝胶的温度变化有限元模拟。（h）循环压缩应力-应变曲线。
  
      该研究工作由郑州大学Yuezhan Feng和北京化工大学Hao-Bin Zhang课题组于2021年发表在ACS NANO期刊上。原文：Multifunctional Magnetic Ti3C2Tx MXene/Graphene Aerogel with Superior Electromagnetic Wave Absorption Performance。

转自《石墨烯杂志》公众号