开发模拟自然界生物材料的高性能和功能性水凝胶极具应用潜力，但仍具有高度挑战性。

近日，苏黎世联邦理工学院Na Wu，山东大学Zhihui Zeng，Jiurong Liu通过简单、可扩展的单向冷冻和随后的盐析方法，成功地使用少量的聚乙烯醇(PVA)来交联MS，以制备一种具有单向、微米级蜂窝状孔的坚固、高度导电的水凝胶。

文章要点

1）PVA和MS协同作用形成的高韧性细胞壁不仅稳定了仿生有序的孔结构，而且有助于MS基水凝胶的高机械柔性和拉伸性。此外，微孔、基于MS的导电网络以及MS和PVA之间的大量界面的协同作用使得水凝胶具有高EMI屏蔽性能。

2）MS基水凝胶在厚度为1.0至7.5 mm时的X波段EMI SE分别为31至91 dB，2.0 mm厚水凝胶的SE在超宽带GHz频率范围内超过40 dB，包括X-波段、Ku-波段(12.4-18 GHz)、K-波段(18-26 GHz)和Ka-波段(26.5-40 GHz)。这一性能与迄今为止报道的最好的EMI屏蔽材料相当。

3）研究人员通过简单、可持续地控制水凝胶中的水含量，定量确定了水对EMI屏蔽性能的影响，推进了对水凝胶用于EMI屏蔽整体材料的优越性的有价值的理解。此外，极低含量的银纳米线(AgNW)易于嵌入到MS基仿生水凝胶中，显著增强了电磁屏蔽性能。当入射电磁波的传播方向垂直于排列的孔道时，仅含0.16 wt % AgNW的水凝胶的EMI SE从44急剧增加到66 dB。此外，基于MS的导电水凝胶的机械超柔性有助于实现作为可穿戴传感器的高性能人体运动检测器。

因此，基于MS的多功能水凝胶在下一代电子学中具有很高的应用潜力。

参考文献

Yunfei Yang, et al, Biomimetic Porous MXene Sediment-Based Hydrogel for High-Performance and Multifunctional Electromagnetic Interference Shielding, ACS Nano, 2022

DOI: 10.1021/acsnano.2c06164

https://doi.org/10.1021/acsnano.2c06164