采用原位自聚合与真空热解相结合的方法制备了具有高微波吸收性能的0D-2D聚多巴胺(PDA)衍生碳纳米颗粒@ MXene复合材料(PCM)。作为MXene的纳米服装，PDA碳纳米颗粒的适度堆积使其与MXene纳米片有足够的界面接触，既合理提高了MXene的阻抗匹配，又优化了MXene的介电损耗。基于多维结构和多组分协同效应，当复合材料填充量仅为7.5 wt%、厚度为2.8 mm时，在10 GHz处的最佳反射损耗为46.92 dB，最大有效吸收带宽为7.01 GHz。本研究提供了一种晶体/非晶异质界面的合成策略，为制备轻质、宽带、高效的微波吸收材料提供了新途径，具有很大的应用潜力。
 
 
图1. (a) PDA衍生碳纳米粒子@ MXene复合材料的制备路线示意图，(b) Ti₃AlC₂和Ti₃C₂T_x的XRD谱图，(c) PDA和PCM-50-700的XRD谱图，(d) PCM-50-700的N₂吸附-脱附等温线。
 

图2 (a) PCM-25-700， (b) PCM-50-700， (c) PCM-75-700， (d) PCM-50-700的TEM图像，(e, f) PCM-50-700的HRTEM图像，(g)具有代表性的EDS映射的STEM图像，表明PCM-50-700的c, O, Ti, f和N元素的分布。
 
 
图3. (a) PCMs的XPS谱，(b) C 1s， (C) O 1s， (d) N 1s的高分辨率XPS谱。
 
 
图4. 复合材料的电磁参数。
 
 
图5 3D和2D反射损失图和不同厚度的反射损失图。
 
 
图6. (a) PCM-25-700、PCM-50-700和PCM-75-700的衰减常数(α)， (b) PCM-25-700、PCM-50-700和PCM-75-700的阻抗匹配。
 

图7 (a) PCM-50-600、PCM-50-700和PCM-50-800的拉曼图(b) pcm的电导率，复合材料的电磁参数。
 
 
图8. 三维和二维反射损失图以及不同厚度的反射损失图。
  
        相关科研成果由南京航空航天大学材料与工艺学院Zibao Jiao和Zhengjun Yao等人于2022年发表在Carbon (https://doi.org/10.1016/j.carbon.2022.06.070)上。原文：MXene@C heterogeneous nanocomposites with the 2D-0D structure for ultra-light and broadband electromagnetic wave absorption。

转自《石墨烯研究》公众号