热能补充是全球能源消费的主要形式，占最终能源需求总量的一半以上。能源危机和环境退化带来的挑战促使人们将热能获取策略从化石燃料资源转向可再生能源。尽管如此，风能、潮汐能和地热能等可再生能源存在显著的局限性，包括地理限制、适应性差和效率低下，阻碍了它们的广泛应用。解决这些局限性需要综合的热能管理方法，涵盖热能的收集、转换和储存。在此背景下，太阳能转换技术作为一种有前景的途径，用于利用丰富的太阳能，具有转换效率高、操作简单和成本效益好的优点。特别是，相变材料（PCMs）在太阳能热系统中起着关键作用，因为它们能够在相变过程中吸收和释放大量热能，有效缓解太阳能间歇性、分散性和效率限制带来的挑战。然而，基于PCM的太阳能热系统在实际应用中面临泄漏、低热导率和缺乏固有太阳能转换能力等障碍。克服这些挑战对于充分释放PCM基太阳能热系统在推进可持续能源解决方案方面的潜力至关重要。
      通过多孔介质吸附、微胶囊化和静电纺丝等封装技术实现PCM的定形，是一种有效减轻泄漏风险的策略。在支撑材料中，三维（3D）多孔支架因其直接的封装过程和较高的封装效率而备受关注。过去十年中，碳泡沫、合成聚氨酯泡沫和气凝胶等材料被广泛用于制备定形复合相变材料（CPCMs）。然而，复杂的制造工艺导致生产成本增加，并产生大量有毒副产物和污染物，对可持续发展原则构成重大挑战。因此，迫切需要开发既有效又可持续的3D多孔支架，具有易于制造和环保的特点。幸运的是，生物体中的精细结构激发了替代合成封装基质的开发。木材作为一种自然设计的典范，具有精心排列的结构，如空心管胞、管胞元素和用于高效水和离子传输的膜孔，从宏观尺度到纳米尺度具有层次孔隙率，使其成为一种极具前景的功能材料。除了众所周知的液体吸收和流体过滤作用外，木材还是封装PCM的有力候选材料。
 
 
图1. 由植酸和MXene修饰的木气凝胶支撑的复合相变材料的制备示意图
 解析
图1内容概述：
图1展示了由植酸（Phytic Acid, PA）和MXene修饰的木气凝胶作为支撑材料，制备复合相变材料（Composite Phase Change Materials, CPCMs）的示意图。这一示意图直观地描绘了从原材料处理到最终复合材料制备的整个过程。
制备过程解析：
木气凝胶的制备：
原材料选择：以轻质木材（如巴尔沙木）为初始原料，这种木材具有生长迅速、细胞结构独特的特点。
脱木素处理：通过在酸性亚氯酸钠溶液中煮沸，选择性去除木材中的木素，同时保留半纤维素和纤维素。这一步骤显著提高了木材的渗透性，暴露了更多的羟基（-OH）基团，有利于后续的功能化修饰。
干燥处理：经过脱木素处理后的木材通过冷冻干燥，形成木气凝胶，其具有定向的多孔结构和优异的表面张力及毛细管力。
MXene/植酸杂化修饰：
MXene的引入：MXene是一种二维层状材料，具有优异的热导率、光吸收能力和阻燃性能。通过蒸发诱导自组装方法，将MXene和植酸（PA）共同修饰在木气凝胶表面。
杂化结构形成：植酸与MXene形成氢键，增强了MXene在木气凝胶表面的附着力和稳定性，形成了MXene/PA杂化结构。这种结构不仅提高了木材的表面亲水性，还赋予了木材额外的功能特性。
复合相变材料的制备：
真空浸渍：将修饰后的木气凝胶（MPxDW）浸入聚乙二醇（PEG）中，通过真空浸渍技术，使PEG填充到木气凝胶的孔隙中，形成复合相变材料（MPDWPs）。
封装效果：MXene/PA杂化结构和木气凝胶的微孔结构共同作用，有效防止了PEG在热储存过程中的泄漏，提高了复合材料的形状稳定性和可靠性。
功能特性与优势：
高热导率：MXene的引入显著提高了复合材料的热导率，达到了0.82 W/m·K，是纯PEG的4.6倍。
高潜热：复合材料具有高潜热值（135.5 kJ/kg），封装效率高达91.5%，能够在至少200次加热和冷却循环中保持热稳定性和耐久性。
太阳能转换效率：复合材料展现出优异的太阳能-热能-电能转换效率，高达98.58%。
阻燃性能：MXene/PA杂化结构显著提高了复合材料的阻燃性能，表现出自熄行为。
电磁屏蔽性能：复合材料还具备优异的电磁屏蔽性能，屏蔽效能达到44.45 dB，有效缓解了电磁波带来的健康危害。
应用前景：
这种由植酸和MXene修饰的木气凝胶支撑的复合相变材料，在太阳能热能收集、建筑节能、电子设备热管理以及电磁屏蔽等领域具有广阔的应用前景。其多功能性和优异的性能特点，使其成为解决能源危机和环境问题的一种潜在有效方案。
 
 
图2. a MAX和b多层MXene的扫描电子显微镜（SEM）图像。c MAX和MXene的X射线衍射（XRD）图谱。d MXene的透射电子显微镜（TEM）图像及缩略图中的光学图像。e MXene的原子力显微镜（AFM）图像。f MXene对应的AFM高度剖面图。g 示意图展示MXene悬浮液中快速蒸发水触发的MXene纳米片自组装过程。
 
解析
这段文字描述了图2中展示的一系列关于MAX和MXene材料的微观结构表征图像及其说明。以下是对各部分的详细解析：
图2a和b：SEM图像
MAX：图2a展示了MAX材料的扫描电子显微镜图像。MAX是一类具有层状结构的陶瓷材料，通常作为制备MXene的前驱体。
多层MXene：图2b展示了多层MXene的SEM图像。MXene是通过从MAX材料中选择性蚀刻掉A元素（如铝）而得到的二维过渡金属碳化物或氮化物，具有优异的电学、热学和力学性能。
图2c：XRD图谱
MAX和MXene的XRD图谱：X射线衍射（XRD）是一种用于分析材料晶体结构的技术。图2c展示了MAX和MXene的XRD图谱，通过比较两者的衍射峰位置和强度，可以分析MXene制备过程中晶体结构的变化。
图2d：TEM图像及光学图像
MXene的TEM图像：透射电子显微镜（TEM）能够提供材料的高分辨率图像，图2d展示了MXene的TEM图像，可以清晰地看到MXene纳米片的层状结构。
光学图像：缩略图中的光学图像提供了MXene悬浮液的整体外观，有助于直观理解MXene的分散状态。
图2e和f：AFM图像及高度剖面图
MXene的AFM图像：原子力显微镜（AFM）能够提供材料表面的三维形貌信息，图2e展示了MXene的AFM图像，可以观察到MXene纳米片的表面粗糙度和形貌特征。
高度剖面图：图2f是MXene对应的AFM高度剖面图，通过测量纳米片表面的高度变化，可以进一步分析MXene的形貌和厚度。
图2g：自组装过程示意图
自组装过程：图2g是一个示意图，展示了MXene悬浮液中快速蒸发水触发的MXene纳米片自组装过程。在这个过程中，随着水的蒸发，MXene纳米片之间的相互作用增强，导致它们自组装成有序的结构。这种自组装过程对于制备具有特定结构和性能的MXene基复合材料具有重要意义。
总结
图2通过SEM、XRD、TEM和AFM等多种表征技术，详细展示了MAX和MXene材料的微观结构和晶体结构特征。同时，通过示意图直观描述了MXene纳米片的自组装过程，为理解MXene的制备和性能提供了重要的实验依据和理论支持。
 
 
图3 横截面和纵截面视图中，负载有MXene和植酸（PA）的木质气凝胶（MP10DW）的场发射扫描电子显微镜和能量色散X射线光谱图像。c 图展示了PA在形成稳定MXene混合结构中的作用示意图。d 原始木材（RW）、脱木质素木材（DW）、仅负载MXene的木材（M10DW）和同时负载MXene与PA的木材（MP10DW）的照片。e RW、DW和MP10DW的傅里叶变换红外光谱（FTIR）和f X射线衍射（XRD）图谱。
解析
这段文字描述了一个科学研究中关于木质气凝胶负载MXene和植酸（PA）复合材料的微观结构和化学成分分析的部分。下面是对各个部分的详细解析：
场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）和能量色散X射线光谱（EDS）图像：
横截面和纵截面视图：这些视图提供了木质气凝胶内部结构的详细信息，包括MXene和PA在木质气凝胶中的分布情况。FE-SEM图像可以展示材料的微观形貌，而EDS图像则可以显示材料中元素的分布。
MP10DW：这是指同时负载了MXene和PA的木质气凝胶样品。通过FE-SEM和EDS分析，可以观察到MXene和PA在木质气凝胶中的均匀分布以及它们之间的相互作用。
PA在形成稳定MXene混合结构中的作用示意图：
这部分通过示意图展示了植酸（PA）如何与MXene相互作用，形成稳定的混合结构。PA可能通过氢键或其他相互作用与MXene结合，增强了MXene在木质气凝胶中的稳定性和分散性。
照片展示：
展示了原始木材（RW）、脱木质素木材（DW）、仅负载MXene的木材（M10DW）和同时负载MXene与PA的木材（MP10DW）的外观。这些照片有助于比较不同处理步骤对木材外观的影响。
傅里叶变换红外光谱（FTIR）：
FTIR图谱用于分析材料的化学成分和官能团。通过比较RW、DW和MP10DW的FTIR图谱，可以观察到脱木质素处理和MXene/PA负载对木材化学结构的影响。例如，脱木质素处理可能会去除木材中的某些官能团，而MXene/PA的负载则可能引入新的官能团。
X射线衍射（XRD）图谱：
XRD图谱用于分析材料的晶体结构。通过比较RW、DW和MP10DW的XRD图谱，可以了解脱木质素处理和MXene/PA负载对木材晶体结构的影响。例如，MXene的引入可能会在XRD图谱中产生新的衍射峰，表明MXene在木材中的成功负载。
总结
这段文字详细描述了通过FE-SEM、EDS、FTIR和XRD等手段对负载有MXene和PA的木质气凝胶进行微观结构和化学成分分析的过程。这些分析有助于理解MXene和PA在木质气凝胶中的分布、相互作用以及对木材结构和性能的影响。
 
 
图4 横截面和纵截面下RWP、DWP、MP2DWP和MP10DWP的场发射扫描电子显微镜图像。c 在25°C和80°C下，PEG和MPDWPs的防泄漏性能评估。d 与文献[34, 36, 57, 59–62]中其他多孔材料相比，本工作中制备的木质基底的封装能力。e MP10DW、PEG和MP10DWP的FTIR（傅里叶变换红外光谱）和f XRD（X射线衍射）图谱。g 在25°C和80°C下的机械测试照片。
解析
图4描述
图4展示了不同处理条件下木质材料的微观结构和性能评估。具体包含以下几个部分：
场发射扫描电子显微镜图像：
横截面和纵截面视图：图中展示了原始木质材料（RWP）、脱木素木质材料（DWP）、以及经过MXene和植酸（PA）共修饰的木质材料（MP2DWP和MP10DWP）在横截面和纵截面下的微观结构。这些图像有助于观察木质材料的孔隙结构、MXene/PA修饰层以及PEG的填充情况。
防泄漏性能评估：
温度条件：在25°C和80°C下评估了纯PEG和MPDWPs（MXene/PA修饰的木质基复合相变材料）的防泄漏性能。
评估目的：通过测试不同温度下的泄漏情况，验证MPDWPs在热储存过程中的稳定性和可靠性。
封装能力比较：
对比对象：将本工作中制备的木质基底的封装能力与文献中报道的其他多孔材料进行了比较。
比较指标：包括封装效率、孔隙结构对封装效果的影响等，以证明本工作中木质基底在封装相变材料方面的优越性。
FTIR和XRD图谱：
分析目的：通过FTIR和XRD分析，探究MP10DW、PEG和MP10DWP的化学结构和晶体结构。
分析内容：FTIR图谱用于分析材料中的化学键和官能团，XRD图谱用于确定材料的晶体结构和相变行为。
机械测试照片：
测试条件：在25°C和80°C下对MPDWPs进行了机械测试，并拍摄了照片。
测试目的：评估MPDWPs在不同温度下的机械强度和稳定性，以验证其在实际应用中的可行性。
整体解析
图4通过多种表征手段全面评估了MXene/PA修饰的木质基复合相变材料的微观结构、防泄漏性能、封装能力、化学结构和机械性能。这些结果共同证明了MPDWPs在太阳能热能储存和转换领域的潜在应用价值。具体来说：
微观结构：MXene/PA修饰层成功沉积在木质材料表面，形成了连续的、稳定的结构，有助于防止PEG的泄漏。
防泄漏性能：MPDWPs在高温下仍能保持形状稳定，无泄漏现象，表明其具有良好的热稳定性和可靠性。
封装能力：与文献中其他多孔材料相比，本工作中的木质基底表现出更高的封装效率和更好的结构稳定性。
化学结构和晶体结构：FTIR和XRD分析证实了MPDWPs中PEG的化学结构和晶体结构未发生改变，表明封装过程对PEG的性能无负面影响。
机械性能：机械测试结果显示MPDWPs在不同温度下均表现出良好的机械强度和稳定性，适用于实际热能储存和转换系统。
 
 
图5 MPDWPs的DSC（差示扫描量热法）热谱图，包括a冷却和b加热过程。c分别为纯PEG、DWP和MPDWPs的过冷度。d MPDWPs的焓值。e纯PEG、DWP和MPDWPs的纵向和f径向热导率。g MP10DWP中热导率增强的可能机制以及相变过程中PEG链的运动
解析
这段文字描述了图5中展示的一系列关于MPDWPs（经过MXene和植酸（PA）混合修饰的木基复合相变材料）的DSC热谱图及其相关性能分析。具体解析如下：
DSC热谱图：
a冷却和b加热过程：DSC热谱图用于分析材料在加热和冷却过程中的热效应，如熔化和凝固。图5中的a和b部分分别展示了MPDWPs在冷却和加热过程中的热谱图，这有助于了解材料的相变温度和热焓变化。
过冷度：
c部分：过冷度是指材料在冷却过程中温度降低到理论凝固点以下仍未发生凝固的现象。图中展示了纯PEG、DWP（未修饰的木基材料）和MPDWPs的过冷度，通过比较可以评估修饰对材料过冷行为的影响。
焓值：
d部分：焓值（ΔH）是材料在相变过程中吸收或释放的热量。MPDWPs的焓值数据反映了修饰后材料的热能储存能力，对于评估其作为相变材料的性能至关重要。
热导率：
e纵向和f径向热导率：热导率是材料传导热量的能力。图中展示了纯PEG、DWP和MPDWPs在纵向和径向的热导率，这有助于了解修饰对材料热传导性能的影响。MPDWPs，特别是MP10DWP，由于MXene的加入，热导率显著提高，这对于提高材料的热管理效率非常重要。
热导率增强的可能机制：
g部分：这部分解释了MP10DWP中热导率增强的可能机制，包括MXene纳米片在木材细胞壁表面的连续结构形成，这有助于光子传输和整体热导率的提高。此外，还讨论了相变过程中PEG链的运动，以及修饰如何影响这些运动，从而影响材料的热性能。
整体而言，这段文字和图5共同展示了MPDWPs作为相变材料的优异性能，包括其热稳定性、热能储存能力和热传导性能，以及MXene和PA修饰对材料性能的显著提升作用。
 
 
图6 a DW、PEG和MPDWPs的热重分析（TGA）和b微商热重分析（DTG）。通过c焓值、d差示扫描量热法（DSC）、e傅里叶变换红外光谱（FTIR）和f X射线衍射（XRD）测量，观察MP10DWP在200次连续加热和冷却循环前后的稳定性和可回收性。
解析
这段文字描述的是图6中展示的一系列实验结果，主要关注的是DW（去木质素的木材）、PEG（聚乙二醇，一种常用的相变材料）以及MPDWPs（经过MXene和植酸（PA）共修饰的木材基复合相变材料）的热稳定性和循环使用性能。具体解析如下：
TGA和DTG分析：
TGA（热重分析）：用于测量材料在加热过程中质量的变化，从而评估其热稳定性。图6a展示了DW、PEG和MPDWPs的TGA曲线，可以观察到不同材料在加热过程中的质量损失情况。
DTG（微商热重分析）：是TGA曲线的导数，用于更精确地确定材料热分解的温度范围和速率。图6b展示了相应的DTG曲线，提供了关于材料热分解动力学的更多信息。
稳定性和可回收性评估：
通过一系列实验（包括焓值测量、DSC分析、FTIR光谱和XRD衍射）来评估MP10DWP在200次连续加热和冷却循环前后的性能变化。
焓值测量（图6c）：用于量化材料在相变过程中吸收或释放的热量，从而评估其热能存储能力。通过比较循环前后的焓值，可以判断材料的热稳定性。
DSC分析（图6d）：差示扫描量热法用于测量材料在加热和冷却过程中的相变温度和热焓，进一步验证材料的热稳定性和相变性能。
FTIR光谱（图6e）：傅里叶变换红外光谱用于分析材料的化学结构，通过比较循环前后的光谱，可以判断材料在循环过程中是否发生了化学变化。
XRD衍射（图6f）：X射线衍射用于分析材料的晶体结构，通过比较循环前后的XRD图谱，可以判断材料的晶体结构是否在循环过程中发生了变化。
实验目的：
这些实验的目的是为了验证MP10DWP作为一种复合相变材料，在经历多次加热和冷却循环后，是否能够保持其原有的热性能和化学稳定性，从而评估其在实际应用中的可行性和耐久性。
通过这些分析，研究人员可以全面了解MP10DWP的热稳定性和循环使用性能，为其在太阳能热能收集、电磁屏蔽和阻燃等领域的应用提供科学依据。
 
 
图7 a DW、PEG和MPDWPs的热释放速率（HRR）和b总热释放量（THR）。c MP10DWP残炭的扫描电子显微镜（SEM）图像和d能量色散X射线光谱（EDS）映射。e DWP和MPDWPs在垂直燃烧测试中的数码照片。f MPDWPs可能的阻燃机制
解析
这段文字描述了图7中展示的一系列关于DW（未改性纳米木）、PEG（聚乙二醇，作为相变材料）和MPDWPs（MXene/植酸共改性纳米木复合相变材料）的阻燃性能测试结果及分析。
图7a和b：
HRR（热释放速率）和THR（总热释放量）是评估材料燃烧性能的重要指标。
图7a和b分别展示了DW、PEG和MPDWPs在燃烧过程中的HRR和THR曲线，用于比较它们的燃烧行为和阻燃效果。
结果显示，与未改性的DW和纯PEG相比，MPDWPs的HRR和THR显著降低，表明其阻燃性能得到显著提升。
图7c和d：
SEM图像和EDS映射用于分析MP10DWP（一种具体的MPDWPs样品）燃烧后残炭的微观结构和元素分布。
SEM图像可以揭示残炭的形貌特征，如是否形成致密的炭层，这对于评估材料的阻燃性能至关重要。
EDS映射则用于确定残炭中各元素的分布情况，特别是P和Ti元素（来自植酸和MXene），这些元素在阻燃过程中可能发挥重要作用。
图7e：
展示了DWP和MPDWPs在垂直燃烧测试中的数码照片。
垂直燃烧测试是一种直观的评估材料阻燃性能的方法，通过观察样品在燃烧过程中的行为（如是否自熄、燃烧速度等）来评价其阻燃效果。
照片显示，MPDWPs在燃烧过程中表现出自熄行为，而DWP则持续燃烧，进一步证明了MPDWPs的优异阻燃性能。
图7f：
提出了MPDWPs可能的阻燃机制。
根据前面的测试结果和分析，可以推测MPDWPs的阻燃性能主要归因于MXene和植酸的协同作用。MXene纳米片可以形成致密的炭层，有效阻隔氧气和热量的传递；而植酸则可能通过催化成炭和自由基淬灭等机制来抑制燃烧过程。
这种协同作用使得MPDWPs在燃烧过程中能够迅速形成保护层，减少可燃性气体的释放和热量的传递，从而达到阻燃的目的。
 
 
图8
a. 太阳能转化为电能的测试系统数码照片。
b. DWP和MP10DWP的紫外-可见吸收光谱。
c. 在氙灯交替开关过程中，DWP和MPDWPs的温度变化曲线。
d. 混合改性木材封装相变材料（PCMs）实现有效太阳能转化为电能的机制。
e. 在氙灯交替开关过程中，MP10DWP进行10次太阳能转化为热能并储存和释放的循环。
f. 在模拟多云天气场景下，使用和不使用MP10DWP的测试系统的电压波动。
解析
图8a：太阳能转化为电能的测试系统数码照片
内容：展示了用于测试太阳能转化为电能效率的实验装置照片。
意义：通过实际装置照片，直观展示了实验 setup，有助于理解后续实验数据的来源和实验条件。
图8b：DWP和MP10DWP的紫外-可见吸收光谱
内容：比较了未改性木材（DWP）和经过MXene/植酸（PA）混合改性后的木材（MP10DWP）在紫外-可见光区的吸收光谱。
解析：
DWP在可见光区吸收较弱，表明其光热转换能力有限。
MP10DWP在整个检测光谱范围内表现出高吸收率，特别是在可见光区（390-790 nm）吸收值接近1，表明MXene的引入显著提高了材料的光吸收能力。
图8c：在氙灯交替开关过程中，DWP和MPDWPs的温度变化曲线
内容：展示了在模拟太阳光（氙灯）照射下，DWP和不同MXene含量的MPDWPs（如MP2DWP, MP10DWP）的温度随时间变化曲线。
解析：
DWP在照射160秒后温度未能超过30°C，远低于其相变温度，表明其太阳能转化为热能效率低。
MP2DWP在相同条件下完成了完整的相变热储存过程，峰值温度达到63.2°C，表明少量MXene即可显著提升光热转换能力。
MP10DWP峰值温度达到91.4°C，显示出更高的光热转换效率。
图8d：混合改性木材封装PCMs实现有效太阳能转化为电能的机制
内容：阐述了MXene/PA混合改性木材封装PCMs实现高效太阳能转化为电能的机制。
解析：
木材的去木质素处理减少了阳光反射，同时暴露的纳米木纤维素表面提供了更多的氢键结合位点。
MXene纳米片在木材表面的沉积形成了连续的导热和光吸收结构，提高了光热转换效率。
封装在木材孔隙中的PEG通过MXene的高效导热性快速储存热能，实现高效的太阳能转化为热能并储存。
图8e：在氙灯交替开关过程中，MP10DWP进行10次太阳能转化为热能并储存和释放的循环
内容：展示了MP10DWP在氙灯交替开关过程中，进行10次完整的太阳能转化为热能并储存和释放的循环性能。
解析：
MP10DWP在多次循环中表现出稳定的热能储存和释放性能，表明其具有良好的循环稳定性和耐久性。
这对于实际应用中需要长时间、连续工作的太阳能热能储存系统尤为重要。
图8f：在模拟多云天气场景下，使用和不使用MP10DWP的测试系统的电压波动
内容：比较了在模拟多云天气条件下（通过泡沫覆盖光源模拟云层遮挡），使用和不使用MP10DWP的测试系统的电压波动情况。
解析：
未使用MP10DWP的系统在云层遮挡时电压波动明显，表明其输出不稳定。
使用MP10DWP的系统在云层遮挡期间仍能保持稳定的电压输出，表明MP10DWP能够有效吸收和储存太阳能，并在需要时稳定释放热能，从而维持系统的稳定运行。
这对于实际应用中需要应对多变天气条件的太阳能热能利用系统具有重要意义。
 
 
图9 a 不同MXene含量的DWP和MPDWPs在X波段对电磁干扰屏蔽效能的影响。b 在12.4 GHz频率下，与MPDWPs相关的总电磁干扰屏蔽效能（SET）、微波吸收（SEA）和微波反射（SER）的比较。c, d 通过特斯拉线圈对DWP和MP10DWP进行电磁干扰屏蔽测试的数字照片。e MPDWPs电磁干扰屏蔽示意图
解析
图9a：不同MXene含量的DWP和MPDWPs在X波段对电磁干扰屏蔽效能的影响
内容描述：该图展示了未添加MXene的木质气凝胶（DWP）以及添加了不同含量MXene的木质基复合相变材料（MPDWPs，其中MP代表MXene和植酸共修饰，DWP代表木质气凝胶，P代表聚乙二醇（PEG）作为相变材料）在X波段（8.2-12.4 GHz）频率范围内的电磁干扰（EMI）屏蔽效能。
关键点：
随着MXene含量的增加，MPDWPs的EMI屏蔽效能显著提高。
未添加MXene的DWP几乎不具备EMI屏蔽能力。
图9b：在12.4 GHz频率下，与MPDWPs相关的总电磁干扰屏蔽效能（SET）、微波吸收（SEA）和微波反射（SER）的比较
内容描述：该图详细比较了在12.4 GHz这一特定频率下，MPDWPs的总EMI屏蔽效能（SET）、微波吸收（SEA）和微波反射（SER）。
关键点：
SET是SEA和SER的总和，反映了材料整体的EMI屏蔽能力。
对于MPDWPs，SEA（微波吸收）在SET中占主导地位，表明材料主要通过吸收微波来实现EMI屏蔽。
SER（微波反射）相对较小，说明材料对微波的反射较少，有助于减少二次污染。
图9c, d：通过特斯拉线圈对DWP和MP10DWP进行电磁干扰屏蔽测试的数字照片
内容描述：这两张数字照片展示了通过特斯拉线圈产生的电磁场对DWP和MP10DWP（MXene含量为10%的MPDWP）进行EMI屏蔽测试的情景。
关键点：
在特斯拉线圈产生的强电磁场中，未添加MXene的DWP无法有效屏蔽电磁波，导致连接的灯泡保持明亮。
相反，MP10DWP能够显著屏蔽电磁波，使得连接的灯泡熄灭或亮度大幅降低，直观展示了其优异的EMI屏蔽性能。
图9e：MPDWPs电磁干扰屏蔽示意图
内容描述：该示意图展示了MPDWPs如何通过其独特的结构实现EMI屏蔽。
关键点：
MPDWPs结合了木质气凝胶的各向异性蜂窝状多孔结构和MXene纳米片的优异导电性。
木质气凝胶的多孔结构有助于电磁波在材料内部多次反射和散射，增加电磁波与材料内部的相互作用路径和时间。
MXene纳米片在木质气凝胶表面的均匀沉积提供了额外的微波吸收界面，通过吸收和耗散电磁波能量来实现高效的EMI屏蔽。
这种协同作用使得MPDWPs在保持轻质和柔韧性的同时，具备了优异的EMI屏蔽性能。
 
      在本研究中，我们创新性地制备了一类具有多功能特性的木基复合相变材料，包括高效的太阳能热能储存与转换、优异的电磁干扰屏蔽和强大的阻燃性能。合成过程采用了一种简便且环保的方法，即木材脱木质素后通过MXene/植酸（PA）共修饰，利用木气凝胶的固有各向异性和多功能性来支撑聚乙二醇（PEG）。木基微孔结构以及MXene/PA杂化结构中的亲水基团在防止PEG泄漏方面发挥了关键作用，这得益于强大的表面张力、毛细作用力和氢键。所制备的CPCMs表现出显著的PEG封装产率和高的热能储存密度，并且在至少200次加热和冷却循环中保持了热稳定性和耐久性。此外，MXene纳米片在木气凝胶表面的战略沉积显著提高了太阳能转换效率（高达98.58%）和X波段的电磁干扰屏蔽效能，最大值达到44.45 dB。此外，PA与MXene的结合还显著限制了所制备CPCMs的可燃性。特别是MP10DWP表现出自熄行为，关键阻燃参数如峰值热释放率和总热释放量分别降低了37.43%和36.28%。鉴于这些显著优势，这种将简便的MXene和PA杂化木材修饰相结合的多方面方法增强了所得定形复合相变材料的多功能性，有助于扩展其在太阳能收集方面的潜在应用。https://doi.org/10.1007/s40820-024-01414-4

摘自《石墨烯研究》公众号