层间和缺陷工程显著影响 Ti3C2Tx MXene 的电导率和电磁干扰 (EMI) 屏蔽。先前的研究优先考虑插层剂的尺寸而不是其与化学亲和力的协同作用，从而限制了插层机制的阐明和层间间距 (d 间距) 的精确控制。在此，我们使用一系列不同尺寸和化学亲和力的胺分子作为插层剂和交联剂，合成了具有可调 d 间距和缺陷密度的 MXene 气凝胶。特别是，对苯二胺 (PPD) 的插入将 MXene 的 d 间距从 0.960 增加到 1.642 纳米。同时，增加的 d 间距有助于增加 Ti-Ti 层内的缺陷密度。因此，PPD@MXene 气凝胶表现出降低的表面电场强度和增加的内部极化损耗，从而导致以吸收为主的 EMI 屏蔽。吸收率达到0.92，远超已报道的屏蔽材料，屏蔽效能达到50.4 dB。该研究为层间工程MXene屏蔽材料的研发提供了理论基础和初步指导。
 
  
图 1. MXene 气凝胶的制备。(a) 制造过程，(b) SEM 和映射图像，(c) DFT 计算建模 (PPD@MXene)，(d) 结合能和偶极矩，(e) 分子间能量与总能量之比，其中总能量显示在插图中，(f) MXene 气凝胶的 EPR 光谱。


  图 2. MXene 气凝胶的结构表征。(a) XRD 图案、(b) 拉曼光谱、(c) 高分辨率 Ti 2p XPS 测量、(d) FTIR 光谱、以及 (e) MXene 气凝胶的 N2 吸附曲线和 SBET。
 


图3. MXene 气凝胶的 d 间距。 (a) d 间距值；(b) 本研究中产生的 MXene d 间距与文献中报道的比较，参考文献见表 S4；(c) TEM 图像和 (d) STEM 图像 (PPD@MXene) 和 (e) MXenes 与不同胺插层的示意图。
 
 
图 4. MXene 气凝胶的 EMI 屏蔽性能。 (a) EIS 曲线，(b) EMI SET 与频率，(c) EMI SE 值和吸收率 (PPD@MXene)，(d) SET、SEA 和 SER，(e) 反射 EMW 与总 EMW 之比，(f) 吸收率与 EMI SET，(g) EMI 屏蔽机制示意图，(h) MXene 气凝胶与文献中的屏蔽材料的比较，参考编号见表 S6。
 
 
图 5. MXene 气凝胶电学性能的模拟。(a) MXene 气凝胶的 DOS 和 (b) ELF 以及 (c) 沿气凝胶厚度方向的电场分布。
  
        相关科研成果由西北大学Dan Zeng, Daidi Fan河南省科学院Biao Zhao等人于2025年发表在ACS Nano上。原文：Intercalation-Induced Interlayer and Defect Engineering in Ti3C2Tx MXene for Ultralow-Reflection Electromagnetic Interference Shielding
原文链接：https://doi.org/10.1021/acsnano.4c15343

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