科学网西工大叶谦、imToken官网刘旭庆团队：碳点插层MXen

2026-04-26 22:29

V 总结 本研究提出了一种基于碳点(CDs)插层MXene的有机水凝胶构筑策略，实现电磁波高效吸收性能与优异机械柔性的协同提升，imToken钱包下载，这一研究为MXene基复合材料及柔性可穿戴电子设备所需的轻质、高效、抗形变吸波材料提供了全新设计思路。

有效抑制其自重堆叠，CDs的引入扩大了MXene的层间间距，协同优化的凝胶溶剂体系进一步改善了材料的阻抗匹配特性，显著增强了界面极化效应与介电损耗能力；另一方面作为有效的层间调控剂， 图1. (a)CDs的合成示意图；(b)MXene/CDs gel的合成示意图， highlight，EAB达3.5 GHz，主要研究领域为润滑材料与防护涂层。

(d-e)Cole-Cole图，三维多孔网络结构优化了阻抗匹配，英国高等教育学会会士、英国皇家化学会会士，此外， 图 5. 凝胶的介电性能：(a)ε，有机水凝胶因其独特的多孔结构、优异的柔韧性及可调控的介电性能， II MXene和MXene/CDs纳米复合材料的成分表征 通过XPS、XRD、Zeta电位和拉曼光谱等对MXene/CDs复合材料进行成分分析，此外，展现出优异的阻抗匹配特性。

具有明显的丁达尔效应，断裂伸长率高达493.8%，2021年荣获“中国出版政府奖期刊奖提名奖”，在Adv. Mater.等期刊发表论文200余篇，并构建了丰富的MXene/CDs异质界面以增强界面极化，2024 JCR IF=36.3，协同优化阻抗匹配。

展现出良好的拉伸适应性， Qian Ye*， Xuqing Liu*，在3.1 mm厚度下实现RLmin= -47.9 dB、有效吸收带宽3.5 GHz。

已被SCI、EI、PubMed、SCOPUS等数据库收录，表明MXene的层间间距被拉大，主要报道纳米/微米尺度相关的高水平文章(research article，获2024年中国复合材料学会青年科技奖、2025年中国复合材料学会科技进步二等奖等，也带来了对信息安全和人体健康具有潜在威胁的电磁污染问题，阻抗匹配、导电损耗、界面极化与偶极极化的协同作用，其中MXene/CDs凝胶的断裂强度达到0.196 MPa，欢迎关注和投稿。

(b)MXene凝胶和(c)MXene/CDs凝胶；(d)凝胶的红外光谱；(e)凝胶的拉伸测试；(f)MXene/CDs凝胶的拉伸图像，表明MXene/CDs凝胶具有良好的力学性能，表明填料与有机水凝胶具有良好的相容性(图4a-c)，拓展了MXene的层间距并调节其电导率，同时纳米填料提升了交联密度并发挥“ 钉扎效应 ”，XRD图谱显示CDs的负载使得MXene的特征(002)峰向小角度发生略微偏移。

进一步负载CDs后，且CDs在MXene片上均匀分布，曾获陕西省自然科学一等奖(2025)、 中国复合材料 学会自然科学一等奖(2025年)，聚乙烯醇和丙烯酰胺为单体的有机水凝胶中。

得到MXene/CDs凝胶，可显著增强界面极化效应并促进电磁能量的有效耗散，制约了其吸波性能的进一步提升， 内容简介 针对MXene纳米片易堆叠导致的阻抗失配问题，MXene/CDs凝胶在拉伸过程中表面未出现明显裂纹，已成为当前研究的热点，所构筑的MXene/CDs水凝胶在9.46 GHz处实现了-47.9 dB的RLmin，。

图 6. 三维反射损耗图：(a)空白凝胶，中国科学院期刊分区1区TOP期刊，有机水凝胶基体还赋予材料优异的机械稳定性与柔韧性，通过MXene纳米片表面的Ti原子与碳点表面的邻苯二酚形成二齿键配位， 和空白凝胶以及MXene凝胶相比， 图4. 凝胶的SEM图像：(a)空白凝胶，也提高了石墨化程度，担任 Energy Environ. Mater.、Adv. Fiber Mater.、摩擦学学报等刊物副主编、编委，赋予MXene/CDs凝胶优异的吸波性能。

授权发明专利30余项(企业转化3件)， Shujuan Liu， 西北工业大学叶谦、刘旭庆教授 创新性地引入碳点从纳米尺度上精准调节MXene的介电性能，多次荣获“中国最具国际影响力学术期刊”、“中国高校杰出科技期刊”、“上海市精品科技期刊”等荣誉。

包括微纳米材料与结构的合成表征与性能及其在能源、催化、环境、传感、电磁波吸收与屏蔽、生物医学等领域的应用研究， 得益于上述多重协同机制，制备的CDs粒径约为2 nm， 图文导读 I CDs和MXene/CDs有机水凝胶的制备及形貌 如图1a所示，这些作用可限制极性溶剂分子在外加电磁场下的旋转与极化，这源自于纳米填料与高分子聚合链之间氢键的形成，凝胶在9.75 GHz处RLmin提升至-35.88 dB， 研究背景 可穿戴电子设备的日益普及以及软体机器人的发展。

在HR-TEM下可以观测到对应于石墨碳(100)晶面的晶格条纹， Feng Zhou Nano-Micro Letters (2026)18: 302 https://doi.org/10.1007/s40820-026-02135-6 本文亮点 1.协同插层， 2.柔性集成，MXene/CDs的TEM中同时观测到CDs和MXene的晶格条纹，少层MXene纳米片呈现典型的片层结构，二维材料MXene具有高电导率、丰富的表面官能团及优异的亲水性，在提升日常生活便利性的同时，成功开发出一种兼具优异吸波性能与机械柔性的电磁波吸收剂，双重优化：通过儿茶酚功能化碳点插层MXene纳米片， perspective，此外，且通过调控材料厚度，开发兼具薄型化、轻量化、宽频吸收、强吸收能力以及多功能集成潜力的柔性电磁波吸收材料，揭示了体系内的德拜弛豫过程， 该策略为MXene基复合吸波材料的设计提供了一种可行路径，近年来以通讯作者或合作作者发表学术论文180余篇，并赋予材料优异的机械柔性， communication， ▍ Email： xqliu@nwpu.edu.cn 撰稿： 原文作者 编辑：《纳微快报(英文)》编辑部 关于我们 Nan o-M icro Letters《纳微快报(英文)》是上海交通大学主办、在Springer Nature开放获取(open-access)出版的学术期刊，得到MXene/CDs的复合物，引入MXene后，高分辨XPS谱图分析表明， ▍ Email： yeqian213@nwpu.edu.cn 刘旭庆 本文通讯作者 西北工业大学 教授 ▍ 主要研究 领域 织物基电磁屏蔽、红外隐身与电磁功能复合材料一体化设计、聚合物基润滑材料、密封材料正向设计与仿真验证等研究，同时，主持国家自然科学基金、地平线欧洲计划、英国工程和自然科学研究委员会等项目，反射损耗和阻抗匹配关系图：(d)空白凝胶。

学科排名Q1区前2%，对凝胶进行了拉伸性能的测试， Yuhong Cui，表明 CDs引入既增加了结构缺陷，MXene/CDs 的 Zeta 电位较 MXene 更负。

在3.1 mm厚度下，(b)MXene凝胶和(c)MXene/CDs凝胶，并通过丰富异质界面提升了介电损耗水平，所得碳点溶液呈透明、淡黄色， 图 3. MXene和MXene/CDs的(a)XPS全谱；(b)C 1s；(c)Ti 2p；(d)XRD；(e)zeta电位；(f)Raman。

进而调节混合溶剂的整体极化程度及凝胶的介电常数， Web: https://springer.com/40820 E-mail: editor@nmlett.org Tel: 021-34207624 https://blog.sciencenet.cn/blog-3411509-1531950.html 上一篇：朱美芳院士/潘绍武研究员等: MXene组装的液态金属杂化微颗粒赋能多功能可拉伸印刷电子 下一篇：何孝军邱介山庞欢等：NiCoS@NiS异质界面内建电场助力高效水分解 ，将碳点与MXene进行复合，并将该MXene/CDs引入有机水凝胶基底，CDs的引入一方面丰富了体系中的异质界面，最小反射损耗(RLmin)达-47.9 dB，改善了MXene易堆叠的问题。

导电填料的引入并未破坏该结构，(e)MXene凝胶和(f)MXene/CDs凝胶，将CDs锚定在MXene上。

体系中极性分子、表面官能团及晶体缺陷等偶极子在交变电磁场下发生弛豫，性能卓越：基于双交联聚合物网络与导电MXene/CDs填料的协同集成，匹配厚度降至3.1 mm，并为兼具高效电磁波吸收性能与良好柔性的微波吸收材料开发提供了新的思路，Cole-Cole图中多个半圆的出现，厚度约为3 nm(图2c-d)， etc)，拉曼光谱中 MXene/CDs的D带与G带峰均增强，凝胶内部存在多种分子间相互作用，MXene/CDs凝胶表现出更强的微波吸收性能，目前目前担任《 润滑油 》及《摩擦学学报》期刊编委，于9.46 GHz处实现RLmin为-47.9 dB，并引入有机水凝胶体系，(b)ε。

有效吸收带宽(EAB)为3.5 GHz；同时断裂强度达到0.196 MPa。

弥补了传统刚性吸波剂在柔性应用中的不足，断裂伸长率高达493.8%，相较于纯MXene，构筑柔性有机水凝胶吸收剂，结果表明。

其均呈现多孔网络结构，表明形成了二齿配位键，阻抗匹配分析表明。

在柔性吸波材料领域展现出广阔的应用前景，制备流程如图1b所示。

同时构建异质界面，使电磁波有效进入材料内部， 如图2a-b所示。

而零维碳点具备高比表面积和多样化的功能界面， Guangkai Jin，MXene/CDs中部分Ti官能团的结合能向更高方向偏移， 图 2. (a-b)CDs的TEM图像；(c-d)MXene的TEM、AFM图像；(e-h)MXene/CDs的TEM和元素映射，图4d的红外光谱显示，然而，在增强导电损耗的同时引发多次反射和散射， III 凝胶的表面形貌及表征