随着太赫兹(THz)技术的发展，太赫兹屏蔽/吸收材料的需求激增，以避免电磁干扰(EMI)或污染。可以快速固化成膜并稳定粘附在任意基材上的涂料非常适用于屏蔽/吸收应用。最近，具有高电子电导率和亲水性的MXenes引起了人们对EMI屏蔽的极大兴趣。在这项工作中，研究人员制备了一种基于共聚物-聚丙烯酸乳胶(PAL)的MXene水性涂料(MWP)，它不仅具有强大的太赫兹EMI屏蔽/吸收效率，而且可以轻易粘附在太赫兹频段常用的各种基材上。通过调节胶体力和粘性力可以调节MWP的粘度，PAL中的氰基在MWP和基材之间提供了强烈的分子间极性相互作用。因此，在石英上38.3微米厚的MWP涂层表现出64.9 dB的EMI屏蔽值，并且在MWP涂覆的海绵泡沫上获得了32.8 dB的出色反射损耗。这种独立于基板的MWP涂层提供了一种实现高性能太赫兹电磁屏蔽/吸收的简单有效的方法。
 


Figure 1.MWP的合成和不同MXene填料含量的MWP的粘度测量。(a)Ti₃C₂T_x水分散体和Ti₃C₂T_x MXene水性涂料的制备示意图。(b)40 mg mL^-1的MXene水分散体和具有不同填料含量的MWP的粘度
 

Figure 2. Ti₃C₂T_x和MWP的表征。(a-c)粘度随MXene填料含量变化的示意图。(d)氧化铝过滤器上Ti₃C₂T_x薄片的SEM图像。(e)原始Ti₃C₂T_x和具有不同填料含量的MWP的XRD图。(f)30 wt% MWP的N1s XPS谱图。(g) MXene和MWP在乙醇中超声处理5分钟后粘附稳定性的比较。左图显示将MXene和30 wt% MWP涂覆的石英基板置于50 mL乙醇中。(h)超声处理5分钟后MXene和MWP（30 wt% MXene）的紫外可见光谱。MWP石英超声溶液的吸光度约为0.006%，远低于纯MXene石英超声溶液和参考溶液。
 
 
Figure 3.不同基材上的MWP涂层。(a)不同基材上30 wt% MWP涂层的照片：印刷纸、铝箔、铜箔、海绵泡沫、载玻片、聚酰亚胺胶带、硅片和石英。(b)粘附在PMMA基材上的30 wt% MWP的SEM图像显示MWP的层状结构在刮刀涂布的剪切应力下得以保留。(c)纯MXene和MWP在不规则形状铝合金上的比较。(d)网格轮廓(PMMA)上的MWP涂层的照片，作为一些复杂结构的示例。(e)海绵泡沫上30 wt% MWP涂层的SEM图像，其显示海绵泡沫框架上有许多MXene薄膜。
 
 
Figure 4 MWP的电导率和30 wt% MWP的太赫兹辐射屏蔽/吸收性能。(a)具有不同Ti₃C₂T_x填料含量的MWP的电导率。(b)EMI SE值与石英上30 wt% MWP的厚度的关系。(c)MWP涂覆海绵泡沫的RL值。(d)30 wt% MWP涂覆不同类型基材的EMI SE值：柔性、刚性、多孔。(e)不同类型基材的 RL：柔性、刚性、多孔。(f)EMI SE与先前文献的比较。
 
         相关研究成果由电子科技大学 Xu Xiao 和 Qiye Wen 课题组于2021年发表在ACS NANO （https://doi.org/10.1021/acsnano.1c04656）上。原文：Substrate-Independent Ti₃C₂T_x MXene Waterborne Paint for Terahertz Absorption and Shielding。

转自《石墨烯杂志》公众号