西南交通大学孟凡彬教授团队研发湿纺制备MXene/石墨烯基纤维 ...

西南交通大学孟凡彬教授团队在《Advanced Fiber Materials（先进纤维材料）》上发表了题为“Design of Flexible MXene/Graphene-Based Fiber Fabrics for Broadband Electromagnetic Wave Absorption”的研究成果。该工作提出了一种高强度（329 MPa）和高韧性（6.1%）MXene/石墨烯基纤维，并将其周期性排列编织成纤维织物。该多层次结构设计的纤维织物具有宽频高效（RLmin=−58.3 dB）的电磁波吸收能力，有望实现吸波织物的多功能以及在多种场景中的应用。

高功率电子设备产生的电磁波干扰和辐射对军事安全和人类健康构成了严重威胁。为应对这一问题，多种微波吸收材料被开发。其中，多层级结构设计策略是实现宽频带吸收的有效策略。现有研究多集中于块状、片状及粉末材料。随着柔性可穿戴电子设备、纺织品和智能产品的快速发展，高强度、高韧性的导电纤维受到广泛关注。纤维织物因其独特的栅格结构、可调的电导率和灵活性，在电磁防护领域应用广泛，但大多数织物是基于机织纺织品基体二次编织而成，导致其力学性能和电磁性能较弱。此外，高电导率和超薄厚度的材料更适合用于电磁屏蔽器或传感器，因此纤维织物材料在电磁波吸收领域存在一定局限性。

MXene/石墨烯的多片层结构显著延长了电磁波的传输路径，并引入大量异质界面、堆垛层错以及表面官能团等缺陷，从而有效增加了极化损耗。同时，织物独特的栅格结构促使电磁波发生多次反射与散射，进一步增强了电磁波的衰减效果，如图5所示。这些协同作用机制显著提升了纤维织物的电磁波吸收性能，使其在宽频带电磁防护领域具有巨大的应用潜力。

西南交通大学硕士研究生杜佳妮为论文第一作者，孟凡彬教授为通讯作者。