轻量级3D打印的奇多/MXene气凝用于先进的电磁屏蔽,能量收集和热管理
Amirjalal Jalali1, Tanmay Gupta2, Viktoriya Pakharenko2
1Microcellular Plastics Manufacturing Laboratory, Department of Mechanical and Industrial Engineering, University of Toronto, 5 King's College Road, Toronto, Ontario M5S 3G8, Canada; Center for Biocomposites & Biomaterials Processing, University of Toronto, Toronto, Ontario M5S 3B3, Canada.
Carbohydrate polymers
|January 22, 2025
概括
研究人员开发了3D打印的奇多/MXene气凝,用于先进的应用. 这些材料具有增强的电气和机械性能,非常适合用于能量收集和电磁干扰屏蔽.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
- 添加剂制造 添加剂制造 添加剂制造
背景情况:
- 基于酸盐的气凝正在探索各种应用.
- Ti3C2Tx-MXene (MXene) 具有独特的电气和机械性能.
- 结合酸盐和MXene可以创建新的复合材料.
研究的目的:
- 使用直接墨水写作制造3D打印的奇托/MXene气凝.
- 为了研究不同度的MXene对气凝性能的影响.
- 评估这些气凝在能量收集和EMI屏蔽方面的性能.
主要方法:
- 直接墨水写作 (DIW) 用于3D打印酸/MXene墨水.
- 冷干燥技术以形成气凝结构.
- 福利埃变换红外光谱 (FTIR) 和X射线衍射 (XRD) 用于结构分析.
- 风学,电学,机械和导热性测试.
- 三电纳米发电机 (TENGs) 的制造和测试.
主要成果:
- 成功制造了3D打印的奇托桑/MXene气凝,其打印能力和剪切稀释性能得到了改进.
- 增加的MXene含量提高了电导率,介电性质和EMI屏蔽效率 (高达27dB,重量10%).
- 最佳的MXene度 (2重量%) 显著提高了TENG输出电压 (110V) 用于能源采集.
- 机械性能,如模量和抗拉强度,随着MXene含量增加而得到改善,而破裂时的延长则减少.
结论:
- 3D打印的奇托/MXene气凝显示出适用于特定应用的可调节性质.
- 这些复合气凝显示出电磁干扰屏蔽和能量收集的巨大潜力.
- 该研究为通过增材制造开发先进的功能材料提供了一条途径.
