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【研究背景】

在兩種不相溶液體環(huán)境中的界面組裝被認(rèn)為是結(jié)合多種納米顆粒制備介孔尺度的膠體以及大孔尺度的薄膜與泡沫的最有效方式之一，往往具有優(yōu)異的化學(xué)、磁學(xué)以及電學(xué)性能。降低亥姆霍茲自由能是納米顆粒與界面分離的主要驅(qū)動力。MXenes材料自2011年被發(fā)現(xiàn)以來，已經(jīng)被廣泛深入地研究。作為一種類石墨烯的二維材料，MXenes一些獨(dú)特的性質(zhì)，尤其是較高的親水性與金屬導(dǎo)電性，使其在很多領(lǐng)域得到應(yīng)用，如能量儲存、傳感器、催化、納米復(fù)合以及電磁屏蔽。截至目前，MXenes基材料有很多種功能化組裝方式，包括一維的纖維、二維的薄膜和三維的塊體。除此之外，鮮有研究關(guān)注MXenes在兩種不相溶液體（如油和水）的界面性質(zhì)，MXenes界面自組裝還是一個(gè)未解之謎。

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【成果簡介】

近日，北京化工大學(xué)Shaowei Shi教授、Haobin Zhang教授與美國馬塞諸塞州立大學(xué)Thomas P. Russell教授合作，在國際著名學(xué)術(shù)期刊?Angew.Chem. Int. Ed.?上發(fā)表研究論文，題目為Self-Assembly of MXene-Surfactants at Liquid–Liquid Interfaces: From Structured Liquids to 3D Aerogels.?文章使用Ti3C2Tx與氨基功能化處理的籠型聚倍半硅氧烷（POSS-NH2）作為模型材料，探究MXenes基材料及其表面官能團(tuán)在油-水界面的形成與組裝，具有很高的研究價(jià)值。

【圖文導(dǎo)讀】

圖1.MXS制備方法示意圖。

圖2.Ti3C2Tx與在不同界面體系的界面張力的時(shí)間演化。

圖3.不同MXene濃度的膠體液體的光學(xué)圖像。

圖4.不同POSS-NH2濃度的膠體液體的光學(xué)圖像。

圖5.不同POSS-NH2濃度的膠體液體的形變與皺紋行為的圖像。

圖6.所制備的MXene氣凝膠的SEM圖像，實(shí)物圖像，油吸附實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象以及電磁屏蔽性能。

【本文總結(jié)】

? ? ?本研究成功制備了具有界面活性的由Ti3C2Tx與POSS-NH2?在油-水界面的相互反應(yīng)而形成的MXene表面活性劑。在可控組裝密度的條件下可以快速形成，在一定條件下會形成固態(tài)狀的自組裝方式，擁有杰出的機(jī)械性能。此外，通過冷凍干燥高濃度膠體溶液，可以得到超輕疏水的三維MXene氣凝膠，可以廣泛地應(yīng)用于油吸附和電磁屏蔽。這種在液-液界面自組裝的策略為MXene的組裝提供了新思路，具有很重要的實(shí)踐意義。

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文獻(xiàn)鏈接：

https://doi.org/10.1002/anie.201908402.

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