具有類似結(jié)構(gòu)的石墨烯和MXene在電磁吸波領(lǐng)域的研究進(jìn)展*

張恒宇 ， 陳劍英，肖 紅 ，王 妮

(1. 東華大學(xué) 紡織學(xué)院， 上海 201620 ；2. 軍事科學(xué)院系統(tǒng)工程研究院 軍需工程技術(shù)研究所， 北京 100010)

0 引 言

電磁干擾給人們身體健康和環(huán)境安全帶來的危害驅(qū)動人們對電磁屏蔽及吸波材料的研發(fā)。電磁屏蔽材料是通過自由電子對電磁波的大量反射實現(xiàn)屏蔽，但不可避免的引起二次污染[1]，而吸波材料是依靠材料與自由空間阻抗的良好匹配和較強的衰減特性將電磁波能量轉(zhuǎn)換為熱能或其他形式能以達(dá)到吸收電磁波的目的，較為安全可靠。為解決羰基鐵、羰基鈷、鐵氧體等磁損耗型吸波材料較為厚重且易腐蝕，聚吡咯、聚苯胺等導(dǎo)電聚合物不易分散、導(dǎo)電性不夠高等問題，近年來的研究重點偏向于石墨烯、碳納米管、導(dǎo)電炭黑等碳系材料[2]，特別對于石墨烯以及類石墨烯結(jié)構(gòu)的二維過渡金屬碳/氮化合物(MXene)的研究尤為火熱。

石墨烯(Graphene)從2004年問世以來便成為研究焦點[3]。石墨烯的制備方法有多種，目前應(yīng)用較為普遍的是氧化還原法，該方法產(chǎn)量高、操作簡易，所得產(chǎn)物通常稱為還原氧化石墨烯(rGO)，表面存在含氧官能團(tuán)，便于后續(xù)修飾與改性，并在電學(xué)、光催化、超級電容器、水處理、電磁屏蔽領(lǐng)域應(yīng)用廣泛[4]。2011年Naguib等利用氫氟酸化學(xué)剝離三元層狀碳化物 Ti3AlC2(MAX)，成功制備一種新型的二維碳化物Ti3C2TX，因其從前軀體MAX相中腐蝕剝離出來，并且和石墨烯結(jié)構(gòu)類似，故命名為MXene[5]。之后Nb2CTX[6]，Ti2CTX[7]，MoNTX[8]，Sc2CTX[9]等20余種被陸續(xù)發(fā)現(xiàn)，在儲能、電催化、污水處理方面得到廣泛研究[10-12]。2016年有研究證實厚度45 μm的Ti3C2TX薄膜可實現(xiàn)高達(dá)92 dB的高屏蔽效能[13]，隨后MXene在電磁屏蔽及吸波領(lǐng)域的研究也日益增多。目前對于石墨烯的研究較為成熟，將其與磁性粒子、聚合物等共混得到復(fù)合吸波劑或者利用泡孔結(jié)構(gòu)提高吸波性能是目前較為常用的手段，并已證實其可行性，而MXene作為二維材料的新星，在吸波材料的研究正處于初步階段，鑒于兩者的相似性和在電磁吸波領(lǐng)域具有的獨特優(yōu)勢，本文對比兩者的結(jié)構(gòu)與吸波性能及其在電磁吸波領(lǐng)域研究的進(jìn)展，并提煉出吸波機制的異同及吸波材料設(shè)計原則。期待能夠從已有研究中，為MXene基吸波材料的進(jìn)一步研究提供參考并為輕質(zhì)高效吸波材料的研究提供思路。

1 結(jié)構(gòu)與吸波性能對比

1.1 結(jié) 構(gòu)

石墨烯是碳原子以sp2雜化排列形成的具有蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)的二維碳材料，鍵角120°，單原子厚度[14]，表面呈微波狀褶皺結(jié)構(gòu)，邊緣有含氧官能團(tuán)C=O,C-O，表現(xiàn)為疏水性[15]，是目前已知最薄最硬的材料?？梢月N曲成零維富勒烯，卷曲成一維碳納米管，堆疊成石墨[16]。石墨烯的結(jié)構(gòu)示意圖見圖1(左)。

MXene是一類二維過渡金屬碳/氮化合物，三個原子厚度。通式為Mn+1XnTX(M為過渡金屬元素，A為Ⅲ、Ⅳ主族元素，X為碳或氮元素，n=1,2,3，TX-O,-OH,-F)，是由母相MAX剝離獲得，具有類石墨烯結(jié)構(gòu)。MAX相是兼具金屬與陶瓷性的多層材料，M層密集堆疊，X層原子填充在八面體，A層原子則與M/X交替排列形成211(M2AX)、312(M3AX2)、413(M4AX3)型[5]。不同于石墨烯層間范德華力連接，MAX層間通過離子鍵、共價鍵、金屬鍵的混合連接，作用力較強，需要經(jīng)過化學(xué)腐蝕剝離，留下MX交替排列形成手風(fēng)琴多層狀MXene。MXene片層會發(fā)生拱起和卷曲，存在形成MXene納米管的可能[17]。MXene(Ti3C2TX)的結(jié)構(gòu)示意圖見圖1(右)。

圖1 石墨烯[18](左)MXene[13](右)原子結(jié)構(gòu)示意圖Fig 1 Atomic structure diagram of graphene[18] and MXene [13]

1.2 吸波性能

吸波材料的吸波性能取決于材料的阻抗匹配能力和對電磁波的衰減能力。由兩大損耗機理決定：介電損耗和磁損耗。其中，介電損耗主要體現(xiàn)為偶極子定向變化引起的偶極極化和弛豫，磁損耗主要是由磁性材料引起的磁滯損耗，渦流損耗，疇壁共振，自然共振等決定。對于單一的石墨烯和MXene的復(fù)合吸波材料中損耗以介電損耗為主，在制備過程中石墨烯與MXene均會引入官能團(tuán)和缺陷，可以減少兩者由于高電導(dǎo)率引起的阻抗失配，并會充當(dāng)極化中心，誘導(dǎo)偶極極化，缺陷處誘導(dǎo)電子的躍遷和電荷積累，導(dǎo)致電磁波的散射和吸收[19]。對于復(fù)合材料，石墨烯、MXene自身片層與復(fù)合材料構(gòu)成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)和大量異質(zhì)界面，電磁波可以在導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)間多重反射，并在異質(zhì)界面處產(chǎn)生界面極化，使電磁波能量以熱能的形式耗散，從而達(dá)到吸收的目的[20]。特別的,與磁性粒子復(fù)合后，會增加磁損耗，在介電損耗和磁損耗的雙重?fù)p耗機制下，可改善阻抗匹配，使得電磁波可以盡可能多的被材料吸收[21]。

不同的是，石墨烯為單層，由于π-π相互作用發(fā)生堆疊影響電磁波吸收[22]，而MXene為多層或少層，這種獨特的層狀結(jié)構(gòu)，有利于電磁波的多次反射吸收，可大大提高吸收效能。除此之外，兩者表面官能團(tuán)的差異導(dǎo)致石墨烯表現(xiàn)為疏水性，MXene表現(xiàn)為親水性。MXene的親水性是其較石墨烯易于復(fù)合改性的優(yōu)勢，可與較多的材料或基底結(jié)合以改善吸波材料的吸波性能與機械性能，擴大其應(yīng)用范圍。

2 rGO與MXene電磁吸波材料研究現(xiàn)狀

由于石墨烯與MXene均具有極好的導(dǎo)電性能，通過簡單的平面涂層或噴涂可賦予基底高的電導(dǎo)率對電磁波產(chǎn)生極好的反射。因此，為了實現(xiàn)對電磁波的高強吸收，石墨烯和MXene的研究使用方式，除了單獨用外，還和碳納米管、磁性粒子、導(dǎo)電聚合物、碳纖維等復(fù)合使用。石墨烯與MXene吸波材料研究成果匯總見表1。

2.1 單一吸波材料

還原氧化石墨烯是由氧化石墨烯經(jīng)過水合肼等還原劑還原制得，表面存在C-O, C=O含氧官能團(tuán)，由于C和O捕獲電子的能力不同，在交變磁場中會引起偶極子極化，電子運動滯后引發(fā)的極化弛豫有利于電磁波的吸收[23]。Wang[24]等證實缺陷引發(fā)的電子從相鄰態(tài)到費米能級的躍遷、缺陷極化弛豫是rGO比石墨和碳納米管吸波效果好的原因，但rGO的反射損耗峰值也僅為-6.9 dB，達(dá)不到對電磁波較多的吸收。

Feng[25]等以石蠟為粘結(jié)劑測得Ti3C2TX的最佳反射損耗為-40 dB,有效吸波帶寬(小于-10 dB)為6.8 GHz，類似的Tong[22]等通過不同的刻蝕時間獲得Ti3C2TX樣品反射損耗-42.5 dB,有效吸波帶寬為13.8 GHz，相比之下，在較大填料加載比和厚度下的MoS2，反射損耗為-38.42 dB[26]。可見MXene的吸波性能在二維材料中具有顯著優(yōu)勢，這可歸因于其獨特的手風(fēng)琴層狀結(jié)構(gòu)有助于電磁波在層與層之間的反射-再反射，可大大衰減電磁波能量。不同厚度的石蠟基rGO與Ti3C2TX的反射損耗測試結(jié)果見圖2。

圖2 2 mm厚度的rGO與石墨 (a)[25], 不同厚度下的Ti3C2TX (b)[22]反射損耗測試結(jié)果Fig 2 Test results of reflection loss of rGO and graphite at 2 mm thicknesses[25], and at different thicknesses

2.2 和碳納米管復(fù)合的吸波材料

碳納米管(CNT)因機械性能好、熱穩(wěn)定性好、直徑可調(diào)、載流子遷移率和載流能力高，被廣泛用于吸波材料。又因其同為碳系材料，被用來調(diào)節(jié)材料介電損耗能力，提高對電磁波的吸收。

Li[27]等采用溶劑熱法使Fe3O4分布在CNT上制備CNT/Fe3O4薄膜，然后將石墨烯鋪在CNT/Fe3O4薄膜上，得到CNT/Fe3O4/rGO薄膜，考察石墨烯層數(shù)對電磁波損耗能力的影響。隨著層數(shù)增加，衰減系數(shù)增加，但阻抗匹配變差，反射損耗值增加。增加一層石墨烯，達(dá)到最佳反射損耗-44.7 dB，帶寬4.7 GHz。與加入石墨烯前相比，反射損耗絕對值與帶寬分別增加27%和2.5%。該課題組還通過熱溶劑法及電泳自組裝法，制備了基于CNT/Fe3O4薄膜的3D rGO互連網(wǎng)絡(luò)[28]，加入PDMS后更具有極好的柔韌性，經(jīng)過2 000次彎曲和扭轉(zhuǎn)，反射損耗增加不到5%。

Song等[29]以凈化的無紡布為基體，經(jīng)熱處理和冷凍干燥，在微尺度無紡布纖維周圍原位產(chǎn)生互連的rGO網(wǎng)絡(luò)，CNT通過π-π相互作用和氫鍵附著在rGO表面上，大大拓寬吸波帶寬，最大可達(dá)6.3 GHz。Qin[30]等通過CNT網(wǎng)絡(luò)和Fe3O4的選擇性吸收實現(xiàn)石墨烯納米片的交聯(lián)，制備了具有高機械穩(wěn)定性的石墨烯氣凝膠吸波材料，最小反射損耗為-49 dB,帶寬高達(dá)13.6 GHz且最小密度為11.1 mg/cm3。無紡布和氣凝膠的多孔結(jié)構(gòu)可以為電磁波提供更多的反射界面，使電磁波被多次反射直至吸收，除此之外多孔結(jié)構(gòu)還可降低材料密度，滿足新型吸波材料質(zhì)輕的要求。

圖3 rGO/CNT/Fe3O4/PDMS 復(fù)合材料[27](a)，Ti3C2TX/CNT(b)吸波機理[33]Fig 3 Absorption mechanism of rGO/CNT/Fe3O4/PDMS composite[27] and Ti3C2TX/CNT[33]

MXene與CNT復(fù)合材料中CNT可防止MXene堆疊，且可以產(chǎn)生多孔結(jié)構(gòu)促進(jìn)電荷轉(zhuǎn)移[31]。Weng等[32]采用旋涂和真空輔助過濾使改性后的MXene和CNT以強烈的靜電吸附結(jié)合，獲得半透明MXene/多壁碳納米管復(fù)合薄膜，厚度僅49 nm，電導(dǎo)率高達(dá)130 S·cm-1，且比屏蔽效能高達(dá)58 187 dB·cm2·g-1，但沒能給出反射吸收比。Li[33]等通過化學(xué)氣相沉積的方式將一維CNT與二維MXene結(jié)合，由冷凍干燥途徑引起的Ti3C2Tx顆粒內(nèi)部的多孔微觀結(jié)構(gòu)、足夠的空間使得碳納米管像連接橋一樣，均勻分布在Ti3C2Tx薄片表面形成整體網(wǎng)絡(luò)。厚度1.55 mm的Ti3C2Tx/CNT最佳損耗-52.9 dB,帶寬4.46 GHz；相對于原 Ti3C2Tx,帶寬增加1.66 GHz，反射損耗減小9 dB；當(dāng)厚度增加到5 mm時，帶寬達(dá)14.54 GHz。CNT與rGO和MXene復(fù)合后吸波機理見圖3。

可見，CNT的加入，可改善石墨烯堆聚和MXene堆疊。具有高導(dǎo)電性的碳納米管的橋接效應(yīng)和表面官能團(tuán)的減少將為電荷載體提供更多的導(dǎo)電路徑，這有利于導(dǎo)電性損耗。CNT還可在石墨烯及MXene的片層上形成大量界面，非常有利于界面極化。除此之外，CNT中的空位，有利于自由電荷的積聚，增加對電磁波能量的消耗。

2.3 和磁性粒子復(fù)合的吸波材料

隨著石墨烯基復(fù)合吸波材料的研究一步步深入，已不再局限于某種單一調(diào)諧材料用于優(yōu)化吸波性能，更多的是多元復(fù)合材料。常選用介電材料與磁性材料同時調(diào)節(jié)介電損耗與磁損耗來增加材料對電磁波的吸收，添加磁性粒子是提高復(fù)合材料磁損耗能力的另一有效途徑。常用磁性粒子有鐵氧體、金屬粒子、過渡金屬氧化物[34]等。在前述研究中，不難看出除了CNT，F(xiàn)e3O4也被引入到復(fù)合材料中，其主要目的就是以Fe3O4在rGO表面引起渦流效應(yīng)，增加磁損耗。除此之外，F(xiàn)e3O4分層界面增加比表面積、提供多異質(zhì)界面，與CNT共同作用優(yōu)化阻抗匹配，有利于吸波強度的增加與吸收帶寬的擴大，使得厚度為1.42 mm的環(huán)氧基CNT/Fe3O4/rGO具有反射損耗為-50.5 dB,帶寬5.7 GHz的良好吸波性能[28]。

圖4 TiO2/Ti3C2TX/Fe3O4吸波機理(a)[38]，不同厚度TiO2/Ti3C2TX/Fe3O4(b) [38]rGO/Ni(c)[35]的反射損耗測試結(jié)果Fig 4 Absorption mechanism of and rGO/Ni[35] with different thickness

Lai[35]等采用一步溶劑熱還原法，將Ni2+靜電吸附于氧化石墨烯表面的成核位點，經(jīng)高溫高壓、還原劑的作用還原為Ni/rGO粉末，不同厚度反射損耗測試結(jié)果見圖4(c)。樣品厚度1.2 mm時，在頻率14.5 GHz處，反射損耗為-31.4 dB。通過調(diào)節(jié)鎳鹽的初始濃度可以獲得具有不同吸收帶寬與吸收峰值的可調(diào)微波吸收特性。Ni的加入不僅改善了rGO的堆疊，而且增加磁損耗，但Ni的存在一定程度上影響了導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的連接，隨著初始Ni2+濃度的增加，ε′和ε″值下降，由Ni顆粒和rGO薄片構(gòu)成的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)可以引起渦流效應(yīng)，協(xié)同Ni和rGO界面處電荷載流子遷移和累積引起的界面極化弛豫，促使入射電磁波通過介電損耗和磁損耗機制消散。改善了單一的石墨烯介電損耗機制有限且界面阻抗不匹配的問題。 Yan[36]等制備納米級NiFe2O4中空顆粒，改善以往微米級的中空材料與石墨烯界面處不能建立良好界面的缺陷。超小的尺寸與中空結(jié)構(gòu)使NiFe2O4與rGO連接穩(wěn)定，表面積大并表現(xiàn)出鐵磁性。與石蠟復(fù)合后，在厚度3.5 mm時，最小反射損耗-40.9 dB,有效吸波帶寬2.8 GHz。

MXene與石墨烯的一大不同在于由表面官能團(tuán)所決定的親水性，MXene由于表現(xiàn)出親水性，有利于與其他材料復(fù)合但也降低了環(huán)境穩(wěn)定性。在潮濕空氣中，或高溫CO2環(huán)境下，MXene表面易被氧化生成TiO2和C[37]，Liu等[38]用水熱法氧化Ti3C2TX,并制備TiO2/Ti3C2TX/Fe3O4復(fù)合粉末，反射損耗測試結(jié)果見圖4(b)，在厚度1.9 mm時，最佳反射損耗為-57.3 dB。電磁波的吸收機理見圖4(a)。Zhao[39]等則通過原位水熱組裝結(jié)合退火的方法將二元Ti3C2TX/ Fe3O4納米復(fù)合材料轉(zhuǎn)化為三元C/TiO2/α-Fe納米復(fù)合材料，在厚度3.5 mm時，吸波頻帶最寬為3.9 GHz，5.5 mm時反射損耗最小為-46.7dB。兩組實驗中，TiO2相比于MXene介電常數(shù)低，協(xié)同F(xiàn)e3O4調(diào)節(jié)復(fù)合材料的介電常數(shù)和磁導(dǎo)率，使材料的波阻抗與自由空間阻抗盡可能的相等，可改善單一MXene高電導(dǎo)率引起的電磁波反射，同時TiO2與Fe3O4均勻分散在Ti3C2TX納米片層間或表面，增加層間距與界面面積，提供更多的極化中心以消耗電磁波能量。

2.4 和導(dǎo)電聚合物復(fù)合的吸波材料

導(dǎo)電聚合物制備工藝簡單，穩(wěn)定性優(yōu)良，是繼鐵磁性吸波材料的新型吸波劑。

Zhang[40]等通過原位聚合法使聚苯胺納米棒垂直生長在rGO表面制備rGO/PANI，不同苯胺濃度的復(fù)合物阻抗匹配不同，低濃度(0.04 mol/L)較高濃度(0.07 mol/L)阻抗匹配高，但吸波性能較低。電磁波損耗途徑見圖5(a).Hazarika[41]等以凱夫拉機織物為基體制得WKF/MnO2/PES/PANI-rGO 柔性吸波材料，最小反射損耗為-36.5 dB。復(fù)合材料中每個MnO2納米顆?？烧J(rèn)為是電偶極子，與PANI一起調(diào)節(jié)阻抗匹配的同時，解決PANI與MnO2分散不勻的問題。

聚吡咯(PPy)環(huán)境穩(wěn)定性好，常被選做應(yīng)用于特殊環(huán)境的吸波材料。Tong等[42開發(fā)了一種簡便的原位聚合工藝促使PPy以氫鍵與Ti3C2TX結(jié)合生成非均相微觀結(jié)構(gòu)，連通整體導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，并通過改變厚度來獲得在不同頻段具有不同吸波特性的樣品，其電磁波損耗途徑見圖5(b)。厚度3.2 mm的試樣最小反射損耗-49.2 dB,吸波帶寬5.7 GHz。Wang[43]等利用纖維與PPy/MXene片材之間范德華力與氫鍵作用力，使PPy/MXene包覆于織物。PPy引入的極性基團(tuán)和界面有利于微波衰減，并增加了MXene與PET之間的界面連接，電導(dǎo)率增加，使得疊加三層的復(fù)合織物具有以吸收為主的高屏蔽效能，但是沒有測試反射損耗值。

圖5 rGO/PANI[40] Ti3C2TX/PPy[42]電磁波損耗途徑Fig 5 Electromagnetic wave loss path of rGO/PANI[40]and Ti3C2TX/PPy[42]

2.5 和碳纖維復(fù)合的吸波材料

由于rGO和MXene的高導(dǎo)電率和電子極化能力獨特的納米結(jié)構(gòu)，高介電常數(shù)會引起電磁波反射，不利于阻抗匹配，而碳纖維(CF)的引入會調(diào)節(jié)介電常數(shù)，其長度和排列會影響電磁波的吸收[44]。

Wang等[45]用碳纖維膠體溶液與Fe3O4納米顆粒(FeNPs)、rGO結(jié)合制備 CF/FeNPs/rGO薄膜。最小反射損耗值相比與未加碳纖維的/FeNPs/rGO要低11.14 dB。通過改變復(fù)合膜厚度，可改變吸收波峰所在頻率。Li等[46]通過電化學(xué)沉積技術(shù)將rGO原位形成到CF網(wǎng)絡(luò)中，然后將鎳納米顆粒鍍在碳基表面形成輕質(zhì)柔韌性好的3D織物。復(fù)合材料的吸波帶寬隨著rGO含量的增加，向低頻移動，最佳反射損耗接近-35 dB，且密度小于0.7 g/cm3?？梢姡蕴祭w維為骨架，涂覆吸波劑是獲得輕質(zhì)高效吸波材料的有效方法。Wang[47]等制備三明治結(jié)構(gòu)的玻璃纖維-聚丙烯/rGO織物-碳纖維織物。最小反射損耗接近-37 dB,帶寬12.5 GHz(7.5～18 GHz)。類似的，Li等[48]制備碳纖維-石墨烯-碳纖維，設(shè)計了周期性圖案吸收結(jié)構(gòu)，顯示出各種厚度的組合吸收優(yōu)勢。目前，MXene在該方面的研究較少， Raagulan[44]等采用濕法紡絲制備碳纖維無紡布，噴涂制備厚度僅0.192 mm的MXene/石墨烯無紡布，X頻帶(8.2～12.4 GHz)內(nèi)，總屏蔽效能為38.99 dB，吸收效能25.75 dB，沒有測試反射損耗。

和碳纖維復(fù)合的吸波材料，相較于前述磁性粒子、導(dǎo)電聚合物的優(yōu)勢在于，Ti3C2TX與石墨烯在纖維的支撐下構(gòu)建導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，纖維的雜亂分布和多孔隙結(jié)構(gòu)為電磁波提供多次反射界面，并賦予復(fù)合材料良好的柔韌性和機械強度。

表1 石墨烯、MXene吸波材料研究結(jié)果匯總

3 吸波材料的設(shè)計原則

吸波材料的阻抗匹配和衰減特性的優(yōu)化，可從吸波劑本身和結(jié)構(gòu)入手。

(1)吸波劑設(shè)計方面：可依據(jù)主體吸波劑本身的優(yōu)勢或缺陷，尋找與之促進(jìn)或互補的復(fù)合材料通過層層自組裝[49]、水熱[50]等方式，優(yōu)勢互補，調(diào)整介電常數(shù)適中，優(yōu)化阻抗匹配，或者，通過加入磁性粒子、引進(jìn)磁損耗機制，這些復(fù)合材料可改善片層堆聚、提供多異質(zhì)界面，有益于偶極子取向極化和弛豫，促進(jìn)電磁波的吸收。這一點在上述研究中均有顯現(xiàn)。

(2)結(jié)構(gòu)設(shè)計方面：經(jīng)誘導(dǎo)發(fā)泡[29]或冷凍干燥的方法[51]獲得的泡沫或氣凝膠的泡孔結(jié)構(gòu)有利于電磁波多次反射吸收，若結(jié)合織物基底還能滿足材料透氣性和柔軟性的需要，不僅改善吸波性能還可以減小材料密度，在低填料加載比下賦予材料高吸波與多功能性。

4 結(jié) 論

石墨烯與MXene具有許多相似的特性，包括大的比表面積、大的縱橫比、類似的片層狀結(jié)構(gòu)、可調(diào)的電導(dǎo)率、相對較小的密度等，尤其是片層狀結(jié)構(gòu)和可調(diào)的電導(dǎo)率，賦予兩者及其復(fù)合材料一定的電磁波吸收性能。入射電磁波會在具有導(dǎo)電性能的片層間被多次反射并吸收。結(jié)合復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計和石墨烯與MXene的改性優(yōu)化，通過改變電導(dǎo)率或極化，增加界面反射吸收，進(jìn)一步獲得設(shè)計的吸波性能。

然而，MXene又遠(yuǎn)不同于石墨烯。一方面，其表面具有親水性好的豐富的官能團(tuán)。這使得MXene可以通過簡單的方法，包括浸漬、涂覆等，和各類親水性基材實現(xiàn)牢固的結(jié)合，尤其是高分子柔性基材，如紡織品及薄膜。容易結(jié)合也使得MXene可以用在其他電磁功能材料上，比如，頻率選擇紡織品。另一方面，通過選擇不同的前驅(qū)體可以獲得豐富品種的MXene。目前研究較多的Ti3C2TX，已有報到的最高屏蔽效能為92 dB；然而，如新品種Ti3CNTx在經(jīng)退火處理后可實現(xiàn)高達(dá)116 dB的屏蔽效能，吸收占約100 dB[54]。而已知MXene的前驅(qū)體有70多種，這些都是值得深入探索和研究的。

由于石墨烯的研究相對較為成熟，在MXene及其復(fù)合吸波材料方面，一方面可以借鑒石墨烯已有的相關(guān)研究，包括和導(dǎo)電高分子、磁性吸波材料的復(fù)合方面，進(jìn)行預(yù)測和實驗驗證，避免走彎路；另一方面，要充分利用MXene的表面官能團(tuán)和品種多樣性，開發(fā)高性能復(fù)合吸波材料。