随着设备的不断小型化以及无线和植入式技术的发展，需要可定制的电磁干扰（EMI）屏蔽材料。具有良好导电性和生物相容性的导电聚合物水凝胶的增材制造可以为EMI屏蔽应用提供新的机会。然而，在导电聚合物水凝胶的3D打印中同时实现高导电性、设计自由度和形状保真度仍然极具挑战性。

近日，柏林圣三一大学Valeria Nicolosi，Ji Liu报道了开发了一种具有优异3D打印适宜性的Ti₃C₂ MXene功能化PEDOT：PSS水性油墨，并利用冻融协议将印刷结构直接转化为宏观和微观尺度上均具有高形状保真度的高导电和坚固的水凝胶，为添加导电聚合物水凝胶提供了一条简单且高度可重复的路线。

文章要点

1）亲水性的Ti₃C₂ MXene不仅可以作为油墨改性剂，在不需要有机溶剂的情况下显著改善3D打印用PEDOT：PSS水性油墨的流变性能，而且还可以提高水凝胶的导电性。

2）3D打印的水凝胶在含水量高达96.6 wt%时表现出前所未有的1525.8 S m^-1的电导率，出色的耐久性，以及令人满意的机械性能，如柔韧性、延伸性和抗疲劳性。

3）研究人员进一步论证了增材制造的可定制EMI屏蔽的概念，并揭示了高导电性水凝胶中的多孔结构与富水环境相结合可以极大地提高最终的EMI屏蔽效率（EMI SE），确保出色的千兆赫兹屏蔽性能。

所提出的易于制造的方法，加上突出的优异性能，扩大了导电聚合物水凝胶在未来可定制应用中的潜力，代表着对当前最先进技术的真正突破。

参考文献

Ji Liu, et al, Additive Manufacturing of Ti₃C₂ MXene-Functionalized Conductive Polymer Hydrogels for Electromagnetic-Interference Shielding, Adv. Mater. 2021

DOI: 10.1002/adma.202106253

https://doi.org/ 10.1002/adma.202106253