近日，山东大学微电子学院钱凯教授团队在多功能柔性电极研究中取得新进展，在研究生洪旺的帮助下，微电子学院2020级本科生杨家欣以独立第一作者身份在ACS Applied Materials & Interfaces期刊(JCR一区，影响因子：10.383）上发表题为“Wearable, Biodegradable, and Antibacterial Multifunctional Ti₃C₂T_xMXene/Cellulose Paper for Electromagnetic Interference Shielding, Passive and Active Dual-thermal Management”研究论文，钱凯教授为论文通讯作者，山东大学为该论文第一完成单位。

图1Ti₃C₂T_xMXene/ CNFs薄膜用于电磁干扰屏蔽、被动和主动双重热管理

柔性二维Ti₃C₂T_xMXene具有高导电性、丰富的表面功能基团、可降解、高光热转换效率等特性，在电磁屏蔽、加热保暖、抗菌等多功能绿色环保型器件中具有较好的应用前景。然而Ti₃C₂T_x片层之间结合力较弱，致使纯的Ti₃C₂T_xMXene薄膜在弯折应力作用下易破裂，无法实现高性能柔性可穿戴器件。因此需要引入粘合剂增强Ti₃C₂T_xMXene之间的作用力以获得应力转移及较高机械柔韧性的薄膜器件。本研究通过真空辅助过滤技术，利用柔性可降解纳米纤维（CNFs）与Ti₃C₂T_xMXene之间较强的氢键作用，制备了柔性可穿戴、可生物降解、抗菌的多功能Ti₃C₂T_xMXene/CNFs薄膜，可应用于电磁干扰屏蔽、被动和主动双重热管理，其中CNFs粘合剂赋予了Ti₃C₂T_x/CNFs薄膜良好的机械柔韧性。

图2Ti₃C₂T_x/CNFs薄膜的电磁屏蔽、电热、光热及抗菌性能测试

在该研究中，Ti₃C₂T_x/CNFs薄膜在2V低电压驱动下表面温度可达到～110.2°C，在200mW/cm²的近红外激光（波长980nm）照射，温度可达～71.5°C，在冬季阳光照射下，薄膜表面温度可从～2.6°C快速升至27.3°C，证实了器件的双能量转换，即主动焦耳加热和被动太阳能加热。此外，Ti₃C₂T_x/CNFs薄膜展示出较好的电磁屏蔽效率（X波段～48.5 dB)，以及对革兰氏阳性金黄色葡萄球菌和革兰氏阴性大肠杆菌细菌展现出较好的杀菌能力。因此，本研究通过充分利用Ti₃C₂T_xMXene和CNFs特性，制备出“五合一”多功能Ti₃C₂T_x/CNFs薄膜，即实现了电磁干扰屏蔽、主动热管理、节能太阳能加热、生物降解及抗菌保护，这对在有限空间中容纳多种功能的电子设备及健康保护管理发展提供了新的解决方案，同时可满足绿色可持续发展的需求。

钱凯教授团队（https://faculty.sdu.edu.cn/qiankai/zh_CN/index.htm）长期聚焦于柔性“感存算一体化”忆阻器类脑神经芯片，主要包括忆阻器类脑芯片、医疗健康监测智能传感器及柔性电极，并在该领域并取得了一系列研究进展。

原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.3c02569