基于MXene的气凝胶具有独特的结构和性能，有望成为可穿戴电子产品的候选材料。然而，目前报道的基于MXene的气凝胶拉伸性能较差，严重限制了其在可穿戴电子产品中的应用。在这里，通过MXene和柔性聚合物的协同组装，结合单轴和双轴热压策略，开发了前所未有的具有卷曲和折回微观结构的具有高度可拉伸性的MXene气凝胶。基于MXene的单轴热压元气凝胶具有压缩和卷曲的微观结构，并具有高达427%的超高拉伸性能、高弹性、高压缩性、压缩和拉伸时的高抗疲劳性能以及接近零的泊松比。基于MXene的双向热压元气凝胶具有折返性的微观结构，并在不同方向拉伸时实现了传统气凝胶从未实现的高拉伸性能和负泊松比。研究表明，它们可以用于超宽范围的压力/应变传感器，高度可拉伸的摩擦电纳米发电机，以及通过拉伸实现可调隔热和焦耳加热性能的智能热管理。这项工作为具有接近零和负泊松比的高度可拉伸气凝胶开辟了一条新途径，有望应用于可穿戴电子产品、纳米发电机、热管理、能量存储等领域。

 
图1. 可拉伸热压MXene基气凝胶的制备及应用。

 
图2. 可拉伸MXene气凝胶的化学结构、照片和形态。

  
图3. 可拉伸MXene基气凝胶的力学性能。

         图4. 压缩和拉伸时MPS-UHP和MPS-BHP的原位形貌。

                         图5。基于MXene气凝胶的压力/应变传感器及TENG的结构与性能。

  
图6. MXene基气凝胶的可调隔热和焦耳加热性能。
 
      相关科研成果由同济大学材料科学与工程学院Guoqing Zu等人于2023年发表在Advanced Functional Materials（DOI: 10.1002/adfm.202308537）上。原文：Highly Stretchable MXene-based Meta-Aerogels with Near-Zero and Negative Poisson’s Ratios。
      原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202308537

转自《石墨烯研究》公众号