AFM综述：MXene基气凝胶的制备、性能及应用研究进展

作为21世纪的“奇迹材料”之一，具有超低重量和卓越力学性能的气凝胶已经出现，并对恶劣的工作环境表现出难以置信的免疫力，吸引了广泛领域的大量研究兴趣。近年来，将MXene纳米片开发成气凝胶，以其独特的结构和优异的特性成为材料科学领域的一个新的研究热点。在这篇综述中，目的是为MXene基气凝胶的制备、性能和应用方面的最新进展提供及时和深入的概述。总结了直接从MXene分散体或在其他功能组分存在下构建MXene基气凝胶的主要策略。此外，还强调了MXene基气凝胶的理想性能及其在电磁管理、传感器、太阳能蒸汽发生器和能量存储等领域的相关应用。对其机械、电气、传感和其他特性进行了彻底的调查和比较，以了解结构-性能关系。最后，总结和展望了本研究的未来发展以及仍然存在的挑战，从而为MXene基气凝胶的材料工程和功能应用带来了新的研究机会。

图3 本综述中讨论的MXene基的气凝胶的示意图，包括全MXene气凝胶、MXene/纳米碳复合气凝胶、MX ene/聚合物复合气凝胶和MXene/金属离子复合气凝胶。

图4 全MXene气凝胶的合成策略示意图

图5 a）Ti3C2Tx/rGO气凝胶的制备过程示意图b） 介电/磁性多组分Ni/MXene/rGO（NiMR-H）气凝胶的制备

图6 a）平行排列的MXene/CNT（PA-MXene/CNT）气凝胶的组装过程示意图b） 双向冷冻法制备Ti3C2Tx/CNT混合气凝胶。

图7 a）MXene/纤维素气凝胶复合材料的制造过程示意图。b） MXene／PINF复合气凝胶的制备工艺。

图8 a）MXene纳米片和随后的冻干气凝胶与金属离子引发的相互作用的示意图。b） Mg2+-MXene气凝胶的可扩展制备c） Ti3C2Tx MXene气凝胶块的制备工艺。

图9 MXene基气凝胶的最新应用示意图。

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来源：Chunxiang Wei, Quangang Zhang, Zhen Wang, Wenjie Yang, Hongdian Lu, Zehuan Huang, Wei Yang, Jixin Zhu，Recent Advances in MXene-Based Aerogels: Fabrication, Performance and Application，Adv. Funct. Mater. 2023, 33, 2211889，https://doi.org/10.1002/adfm.202211889