材料科学的一个长期追求是开发可用于众多应用的韧性环氧树脂纳米复合材料。目前，环氧树脂的高交联密度导致低断裂韧性，阻碍了环氧树脂作为高性能结构功能复合材料的应用。最近，MXenes，过渡金属碳化物、氮化物和碳氮化物的新型二维纳米材料，由于其优异的机械和电性能，已经成为增强、增韧和赋予环氧树脂导电性和电磁干扰(EMI)屏蔽功能的理想构件。
基于此，北京航空航天大学程群峰教授成功构建了一种MXene/环氧树脂层状块体纳米复合材料，其灵感来自珍珠层的逐层设计。
文章要点
1）研究人员通过退火处理改善了MXene层状支架的层取向。此外，Ti-O-Si共价键增强了MXene层状支架与环氧树脂基体之间的界面相互作用。MXene纳米片的良好取向层之间的临界距离对于机械性能的增强是至关重要的。
2）合成的MXene/环氧复合材料的断裂韧性高达4.86 Mpa m1/2，是纯环氧树脂的8倍。此外，纳米MXene/环氧纳米复合材料的电导率为1.28 S m-1，能够自监测环氧纳米复合材料的结构完整性，同时在8.2-12.GHz范围内表现出良好的EMI-SE（28 dB）。
所提出的通过退火提高MXene层状支架取向的协同策略，以及界面修饰，为设计高性能、层状多功能块状纳米复合材料提供了一条令人兴奋的途径。
参考文献
Huagao Wang, et al, Tough and Conductive Nacre-inspired MXene/Epoxy Layered Bulk Nanocomposites, Angew. Chem. Int. Ed. 2022, e202216874
DOI: 10.1002/anie.202216874
https://doi.org/10.1002/anie.202216874
