中国科大创制出公里级超强MXene复合纤维

近日，中国科学技术大学程群峰教授团队、周天柱特任研究员团队与新加坡南洋理工大学魏磊教授团队联合创制了高强高韧智能MXene复合纤维，成功实现其连续化制备，在无线健康监测、人体耦合发光、人机交互远程无人机操控等领域实现应用。相关成果以“Ultrastrong MXene composite fibers through static-dynamic densification for wireless electronic textiles”为题发表在《Nature Communications》国际期刊上。

基于纤维的智能电子织物在健康监测与管理、智能显示以及人工智能集成等国家战略性可穿戴应用中具有关键作用。二维MXene（Ti₃C₂Tₓ）纳米片作为一种兼具高力学性能与高电导率的新型二维材料，为高性能纤维的开发提供了理想的基元单体。然而，MXene纳米在湿法纺丝组装过程中存在弱界面相互作用以及毛细收缩等因素，易形成横向褶皱，且所形成的横向褶皱无法采用界面作用和湿法剪切力等手段从根源上消除，进而在纤维内部产生大量孔隙，严重削弱宏观纤维的力学和电学性能，导致宏观纤维无法完全充分利用MXene纳米片的本征性能。因此，连续化创制高强高韧智能MXene复合纤维材料仍是当前亟待突破的关键技术难题。

超强MXene复合纤维的创制原理及其智能电子织物应用

研究团队提出利用短尺寸的一维羧基化多壁碳纳米管来静态填充由横向褶皱产生的空隙，并通过氢键连接MXene纳米片。随后采用热拉伸技术进一步通过动态热拉伸应力减少空隙，从而创制出具有聚乳酸包覆层的超强MXene复合纤维，并成功连续化制备出达公里级复合纤维。得益于静态-动态致密化策略，致密化后的MXene复合纤维实现了超高的拉伸强度约~1 GPa和超高韧性约 147.9 MJ m-3，实现其内部创纪录电导率高达~12836.4 S cm-1。同时，由超强复合纤维制成的智能织物实现远距离、无电池的无线健康监测、人体耦合发光，以及交互远程无人机操控及辅助通信，并展现出优异的机械耐久性。该研究为设计高强高韧智能复合纤维及产业化提供了全新的思路。

中国科学技术大学高分子科学与工程系周天柱特任研究员为第一作者，程群峰教授以及新加坡南洋理工大学魏磊教授为共同通讯作者。该工作得到了国家自然科学基金、科技部重点研发计划、苏州实验室开放课题基金、苏州市仿生界面科学重点实验室、科学探索奖等项目的资助。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-65931-5

相关知识

美国研发出耐超高温度的碳纤维/SiC复合纤维，先进复合材料耐温超过2000℃
聚焦新材料，我国加快构建纤维制造创新生态
在大海里“找”纤维
浪莎推出国内首创天然甲壳素纤维护肤内衣
科学网—研究表明水果蔬菜所含纤维堪称超级食品
碳纤维及其复合材料技术之耐超高温度的碳纤维
强生医疗科技推出“中国智造”超声刀
益生菌果蔬复合纤维片(国药大健康)怎么样？
南京航空航天大学潘蕾教授团队AFM：电磁双梯度复合薄膜用于高性能电磁屏蔽与红外伪装
中国膳食纤维市场驶入黄金期，年复合增长率超14%领跑全球

网址: 中国科大创制出公里级超强MXene复合纤维 https://www.trfsz.com/newsview1878222.html