隨著電子通訊技術在各個領域的廣泛應用，由此產生的電磁波加劇了電磁輻射污染，不僅直接影響高精度敏感電子設備的正常運行，還會危及人類的健康安全。二維層狀過渡金屬碳化物、氮化物或碳氮化物（MXene）具有突出的導電性、耐腐蝕性和化學活性，在電磁屏蔽領域展現出巨大的應用前景。對MXene/聚合物電磁屏蔽領域的研究進展進行全面綜述，有利于促進研究人員對MXene的深入理解，并推動MXene及其MXene/聚合物電磁屏蔽材料的進一步突破和發展。
近期，西北工業大學化學與化工學院顧軍渭教授結構/功能高分子復合材料（SFPC）研究團隊在愛思唯爾旗下期刊Composites Communications（2019IF=4.915）上發表題為“MXenes For Polymer
Matrix Electromagnetic Interference Shielding Composites: A Review” 的綜述論文。該綜述介紹了MXene及其前驅體MAX的種類和基本性質，總結了不同前驅體MAX和制備方法對MXene化學性質、結構和性能的影響，重點闡述了MXene/聚合物電磁屏蔽材料的制備方法及其最新的研究進展，提出了MXene及其MXene/聚合物電磁屏蔽材料中亟待解決的關鍵科學和技術問題，并展望了MXene及其MXene/聚合物電磁屏蔽材料的發展趨勢。
結論與展望
本文綜述了MXene的性質、制備方法，以及MXene/聚合物電磁屏蔽復合材料的制備方法和最新研究進展。然而，現階段MAX相和MXene的成本較高，其制備工藝較為復雜，因此降低MAX相及MXene的成本，開發新的制備工藝是實現低成本MXene工業化生產的必經之路。同時，MXene表面的官能團不利于其導電特性的充分發揮，采用惰性氣體或還原性氣體對其進行高溫處理可以有效去除-F、-OH等官能團，但會造成MXene的氧化，因此開發不含表面官能團的MXene是今后的重點研究方向之一。
此外，物理共混法制備MXene/聚合物電磁屏蔽復合材料工藝簡單、適用性廣，但通常需要較高填充量的MXene以構筑有效的MXene導電網絡，不可避免地對MXene/聚合物電磁屏蔽復合材料的力學性能、加工性能和成本等帶來影響；冷凍干燥法可以構筑完整的MXene三維導電網絡同時保持其三維多孔結構，有效降低MXene的導電逾滲值，但較高孔隙率會加速MXene的氧化；預支成型法通過回填聚合物基體將MXene與空氣隔絕，有效提高MXene的抗氧化性，但聚合物基體和MXene之間無化學作用，使其力學性能較差；真空輔助抽濾法可以形成均勻的MXene導電網絡，但聚合物基體和MXene大多通過氫鍵交聯，其結合力相對較弱，力學性能有待進一步提升；多層交替抽濾由于聚合物層具有機械框架效應賦予MXene/聚合物電磁屏蔽復合膜優異的力學性能優異，但多層結構通常難以形成貫通的MXene導電網絡。為了充分發揮MXene的高導電特性，合理而高效的結構設計和新型制備方法的開發對于制備下一代高性能MXene/聚合物電磁屏蔽復合材料是必要且至關重要。隨著科學技術的不斷進步，MXene及其MXene/聚合物電磁屏蔽復合材料的研究體系、制備方法及其賦予的綜合性能也會不斷地完善。
論文信息：
Ping Song, Bei Liu, Hua Qiu*, Xuetao Shi, Dapeng Cao,
Junwei Gu*. MXenes for polymer matrix electromagnetic interference shielding
composites: A review. Composites Communications, 2021, 24: 100653.
2019IF=4.915.
論文鏈接：
https://doi.org/10.1016/j.coco.2021.100653