二维过渡金属碳化物和氮化物(MXenes)由于其多用途的表面化学性质、高载流子迁移率、出色的金属导电性以及在外加应力下可调节的层间间距，在气凝胶柔性压阻传感器中显示出巨大的潜力。然而，由于纳米片之间的相互作用较弱，纯MXene气凝胶表现出显著的塑性变形或脆性力学性能。本文采用双向冷冻和退火策略，制备了一系列具有有序板层结构的MXene/聚酰亚胺/银纳米线复合气凝胶。聚酰亚胺(PI)和银纳米线(AgNWs)的引入显著改善了MXenes基气凝胶的力学性能。所获得的轻质复合气凝胶具有超弹性、可逆性大、优异的稳定性和优异的抗疲劳性。此外，由于复合气凝胶的高度排列的板层微观结构以及MXene和AgNWs优异的电导率，复合气凝胶表现出高灵敏度(规范因子~ 27.8)和超低检测限(<0.6 Pa)的良好传感性能。基于MXene/PI/AgNW复合气凝胶，展示了一系列可穿戴传感器的应用。

 
图1. Ti₃C₂T_x MXene和MPAC气凝胶的制备与表征。

 
图2. 气凝胶的力学性能及变形机理。

 
图3. MPAC气凝胶的传感性能。

 
图4. 基于MPAC气凝胶的可穿戴应用。
 
      相关科研成果由哈尔滨工业大学复合材料与结构中心Qingyu Peng和Xiaodong He等人于2023年发表在ACS Applied Nano Materials（https://doi.org/10.1021/acsanm.3c03619）上。原文：Lightweight and Mechanically Robust MXene/Polyimide/Silver Nanowire Composite Aerogels for Flexible Piezoresistive Sensors。
      原文链接：https://doi.org/10.1021/acsanm.3c03619

转自《石墨烯研究》公众号