核殼結構PEDOT:PSS/SA@MXene復合纖維及其吸波性能

摘" 要：針對吸波纖維制備工藝復雜、力學承載性差、性能不穩(wěn)定等問題，以聚（3，4-乙烯二氧噻吩）：聚苯乙烯磺酸（PEDOT：PSS）和海藻酸鈉（SA）的復配液為纖維殼層紡絲液，以二維過渡金屬碳氮化物（Ti3C2Tx MXene）分散液為纖維芯層紡絲液，通過同軸濕法紡絲一體化成型工藝制備了具有核殼結構的PEDOT：PSS/SA@MXene（PA@M）復合纖維，并對復合纖維的形貌、結構、力學特性及電磁參數(shù)等進行測試分析。結果表明：通過組分調(diào)控和結構優(yōu)化，PA@M復合纖維可保持良好的力學性能，纖維最大斷裂強度和斷裂伸長率分別達到（63.12±2.56） MPa和（23.28±1.67）%；當芯層分散液的質(zhì)量濃度為1.0 mg/mL時，所制備的PA@M復合纖維具有最優(yōu)的吸波性能，其最小反射損耗可達-63.39 dB，有效吸收帶寬為3.20 GHz。研究結果可為新型高性能吸波纖維的設計、制備提供新思路。

關鍵詞：復合纖維；核殼結構；吸波性能；Ti3C2Tx MXene；濕法紡絲

中圖分類號：TB34

文獻標志碼：A

文章編號：1009-265X（2024）12-0010-10

DOI： 10.19398j.att.202404022

收稿日期：20240415

網(wǎng)絡出版日期：20240521

基金項目：浙江省自然科學基金項目（LY19E030009）；北京工商大學化學與材料學院重點實驗室開放基金項目（23212139-N）

作者簡介：徐文玉（1998—），女，江西南昌人，碩士研究生，主要從事電磁吸波功能材料方面的研究。

通信作者：朱曜峰，E-mail：yfzhu@zstu.edu.cn

電子通信技術在可穿戴設備中被廣泛應用，電磁輻射污染也隨之增加，對人類的身心健康和電子設備的正常運行造成重大威脅［1-3］。傳統(tǒng)的吸波材料多以填料或涂料形式使用，不但在應用場景上缺乏靈活性，而且還存在剛性大、密度高、不利于集成等弊端［4-5］。因此，開發(fā)高性能柔性吸波材料對實現(xiàn)人體電磁防護和設備穩(wěn)定運行均具有重要意義。纖維類的結構型吸波材料受益于纖維固有的高長徑比和形狀各異性，在促進電子傳輸和誘導電磁波損耗方面具有獨特優(yōu)勢，備受領域?qū)W者關注［6-9］。

電導率是影響電磁波在介質(zhì)中傳輸行為的重要因素［10］，而傳統(tǒng)纖維材料如聚酯、聚酰胺、芳綸等為絕緣材料，不具備損耗電磁波能量的特性。因此，傳統(tǒng)纖維材料能夠?qū)崿F(xiàn)高效吸波的前提是改善自身的電導率。對纖維表面進行摻雜改性、浸漬涂覆以及原位生長活性材料等能夠賦予其導電特性并實現(xiàn)吸波性能。如Huang等［11］通過原位聚合法在碳纖維@Fe3O4表面包覆導電聚吡咯（PPy）成功制備CHF@Fe3O4@PPy吸波纖維材料，雙層導電網(wǎng)絡的構建增強了電磁波的能量損耗，使其最小反射損耗（RLmin）高達-54.00 dB。近年來，二維過渡金屬碳/氮化物（MXene）以其可調(diào)的電學性能、優(yōu)異的力學性能及豐富的表面官能團等特性，廣泛應用于電磁波吸收領域［12-13］。如Wang等［14］采用在棉織物上構建分層Ti3C2Tx MXene/Ni鏈/ZnO雜化納米結構的策略，獲得具有自清潔能力的高效吸波織物，其RLmin達-35.10 dB。然而，上述吸波纖維制備方法可能破壞原有的纖維結構，無法發(fā)揮纖維材料的固有優(yōu)勢；吸波纖維表面涂層極易開裂和脫落，表現(xiàn)出較差的力學性能以及吸波性能穩(wěn)定性［15］；此外，基體纖維一般需要進行復雜的前處理工藝如浸泡丙酮［16］，不符合服用性紡織品無毒、舒適的要求。

針對現(xiàn)有吸波纖維制備工藝復雜、吸波層易剝落等問題，本文采用同軸濕法紡絲工藝，以Ti3C2Tx MXene為纖維導電芯層，聚（3，4-乙烯二氧噻吩）：聚苯乙烯磺酸/海藻酸鈉為纖維殼層，構建具有力學-吸波功能一體化功能的核殼結構復合吸波纖維體系，同時探討Ti3C2Tx MXene紡絲液濃度對于復合纖維的力學性能與吸波性能的影響，并分析其吸波損耗機制。

1" 實驗

1.1" 實驗原料

鈦碳化鋁（Ti3AlC2，400目，山東烯研新材料科技有限公司）；聚（3，4-乙烯二氧噻吩）：聚苯乙烯磺酸（PEDOT：PSS，質(zhì)量分數(shù)為1.1%～1.3%，比利時Agf-Gevaert集團）；海藻酸鈉（SA，200 mPa·s，上海阿拉丁生化科技股份有限公司）；無水氯化鈣（CaCl2，分析純，杭州高晶精細化工有限公司）；異丙醇（IPA，分析純，上海阿拉丁生化科技股份有限公司）；氟化鋰（LiF，分析純，上海阿拉丁試劑有限公司）；鹽酸（HCl，質(zhì)量分數(shù)為37%，杭州高晶精細化工有限公司）；聚二甲基硅氧烷（PDMS，DC184，道康寧）；去離子水（實驗室自制）。

1.2" 實驗儀器

H2500R型高速冷凍離心機（湖南湘儀離心機儀器有限公司），YP1201N型電子天平（上海精密科學儀器有限公司），LSP01-1BH型注射泵（蘭格恒流泵有限公司），KQ-400DE型數(shù)控超聲波清洗儀（昆山市超聲儀器有限公司），F(xiàn)reeZone2.5L型冷凍干燥機（美國Labconco公司）；Ultra 55型場發(fā)射掃描電子顯微鏡（SEM，德國蔡司），Nicolet iS50型傅里葉紅外光譜儀（FTIR，賽默飛世爾科技公司）；YG004型電子單纖維強力儀（常州新紡檢測儀器設備有限公司），Keithley 6514型靜電計（美國Tektronix公司）；N5222A型矢量網(wǎng)絡分析儀（VNA，美國Keysight公司）。

1.3" 試樣制備

1.3.1" Ti3C2Tx MXene紡絲液的制備

采用溫和刻蝕方法對鈦碳化鋁相（Ti3AlC2）的Al層進行剝離制備單層或少層二維過渡金屬碳氮化物（f-Ti3C2Tx）。具體如下：稱取2.0 g LiF溶解于裝有40 mL HCl水溶液（9 mol/L）的聚四氟乙烯瓶中，磁力攪拌10 min后少量多次地緩慢加入1.0 g Ti3AlC2粉末。隨后，將其置于40 ℃恒溫水浴中，并在400 r/min下刻蝕反應48 h以去除Al層。待反應完成后，使用HCl（1 mol/L）將產(chǎn)物中多余的LiF洗去，并用去離子水對其進行多次離心洗滌，直至上清液的pH值超過6。最后，在氮氣保護下對所得沉淀進行超聲-手搖處理，以3500 r/min離心30 min收集的深綠色上清液即為f-Ti3C2Tx，冷凍干燥后備用。

1.3.2" PEDOT：PSS/SA復合纖維的制備

首先，稱取720 mg海藻酸鈉粉末溶于10 mL去離子水中，在80 ℃水浴中攪拌至其完全溶解。隨后，量取10 mL PEDOT：PSS水分散液加入到上述海藻酸鈉溶液中，于室溫下以200 r/min機械攪拌8 h。最后，對混合溶液進行超聲除泡，得到均勻分散的PEDOT：PSS/SA共混紡絲液（PA）。

1.3.3" PEDOT：PSS/SA@MXene復合纖維的制備

采用同軸濕法紡絲工藝連續(xù)制備核殼結構的PEDOT：PSS/SA@MXene復合纖維（記為PA@M）。具體如下：將f-Ti3C2Tx分散液和PA紡絲液分別固定在兩個微量注射泵上，f-Ti3C2Tx分散液連接同軸針頭內(nèi)針頭（22 G，直徑0.40 mm）；PA紡絲液連接同軸針頭外針頭（17 G，直徑1.10 mm）。內(nèi)外通道分別以150 μL/min和300 μL/min的注射速度將紡絲液注入凝固浴中成纖。其中，凝固浴為含質(zhì)量分數(shù)5% CaCl2的IPA溶液，IPA和去離子水的體積比為1∶3。初生纖維卷繞收集后用去離子水洗滌去除表面雜質(zhì)，隨后置于60 ℃真空烘箱中烘干。f-Ti3C2Tx水分散液的質(zhì)量濃度分別為0.5、1.0 mg/mL和1.5 mg/mL，相對應的PA@M復合纖維分別記為PA@M-0.5、PA@M-1.0和PA@M-1.5。PA@M復合纖維的制備流程如圖1所示。

1.4" 測試與表征

1.4.1" 形貌與結構分析

采用掃描電子顯微鏡（SEM，3.0 kV）對PA@M復合纖維的微觀形貌進行觀察。采用傅里葉變換紅外光譜儀（FTIR）PA@M復合纖維的化學結構進行分析表征。

1.4.2" 力學性能測試

采用電子單纖維強力儀對試樣力學性能進行測試，試樣夾持長度為20.00 mm，拉伸速率為20 mm/min，每組纖維試樣取10個有效測試數(shù)據(jù)取其平均值。

1.4.3" 導電性能測試

采用靜電計對試樣的電阻值進行測試，夾持距離為20.00 mm，纖維直徑通過Image J軟件測量，并通過式（1）計算電導率：

σ=LR×S（1）

式中：σ為試樣的電導率，S/m；S為試樣的橫截面積，m2；R為試樣的電阻值，Ω；L為試樣的長度，m。

1.4.4" 吸波性能測試

將復合纖維同向緊密排列為10.16 mm×22.85 mm的測試初樣，并用聚二甲基硅氧烷（PDMS）對其進行封裝處理，測試樣厚度固定為（2.50±0.10） mm。采用矢量網(wǎng)絡分析儀對試樣電磁參數(shù)進行測試分析，測試模式為波導法，測試頻率范圍為8.20～12.40 GHz?；趥鬏斁€理論，采用式（2）和式（3）計算試樣的吸波性能：

RL=20log|（Zin-Z0）/（Zin+Z0）|（2）

Zin=μrεrtanhj2πcfdμrεr（3）

式中：RL為材料的反射損耗，dB；Zin為材料的輸入阻抗；Z0為自由空間阻抗；εr（εr=ε′-jε″）和μr（μr=μ′-jμ″）分別是復介電常數(shù)和復磁導率；為電磁波頻率，Hz；d為復合材料的厚度，m；c為光速，m/s。

2" 結果與分析

2.1" PA@M復合纖維的形貌與結構

圖2為PA@M復合纖維的斷面形貌圖。由圖2可知，PA@M復合纖維的截面形狀呈現(xiàn)出不規(guī)則的扁平帶狀，且不規(guī)則程度隨f-Ti3C2Tx含量的增加而加劇。這是由于纖維的橫截面形態(tài)主要受凝固速度控制，水作為溶劑從紡絲原液中快速向外擴散到IPA中，導致紡絲細流快速凝固并形成不規(guī)則的纖維表面形態(tài)［17］；另一方面，在纖維收集干燥過程中，重力作用也會對纖維形態(tài)具有一定影響，最終導致異形截面的產(chǎn)生。PA@M復合纖維保持完整的核殼結構（見圖2（a）—（c）），這表明f-Ti3C2Tx與PA之間存在強相互作用。在紡絲過程中，液體流動可以誘導f-Ti3C2Tx薄片和PA分子鏈定向，促進f-Ti3C2Tx片在PA周圍有序地排列，進而使f-Ti3C2Tx芯層呈現(xiàn)層層堆疊狀。同時，復合纖維芯層厚度隨著f-Ti3C2Tx濃度增大表現(xiàn)出先增加后減小的趨勢。PA@M-1.0纖維的片層取向性和致密化最佳，芯層與殼體之間具有緊密連接的界面（見圖2（b））；而繼續(xù)增加f-Ti3C2Tx質(zhì)量濃度至1.5 mg/mL時，堆疊的層狀結構特征變得不清晰、取向性變差，且芯層厚度降低（見圖2（c）），這可能是由于f-Ti3C2Tx納米片之間的強范德華力而導致片層存在堆積傾向［18］。

圖3為f-Ti3C2Tx和PA@M復合纖維的紅外光譜圖。如圖3所示，f-Ti3C2Tx分別在586、987、1029、1675、3436 cm-1出現(xiàn)吸收峰，分別源于Ti—O、C—O、C—F、CO和—OH鍵的伸縮振動［19-20］。PA@M復合纖維試樣則呈現(xiàn)了f-Ti3C2Tx組分的主要特征吸收峰，但其對應的吸收峰強度均有所減弱，這主要是由于纖維中f-Ti3C2Tx相對含量較低。此外，在PA@M復合纖維紅外圖譜中觀察到—OH鍵的吸收峰從3436 cm-1處紅移至3350 cm-1附近，且吸收峰強度明顯增強，這可能是由于f-Ti3C2Tx與PA之間形成了氫鍵［21］。該現(xiàn)象進一步說明了f-Ti3C2Tx芯層

與PA殼體之間具有強相互作用，有利于構筑緊密連接的界面，保證復合纖維微觀結構的穩(wěn)定性和良好的力學強度。

2.2" PA@M復合纖維的力學性能

為進一步探究f-Ti3C2Tx含量對PA@M復合纖維的斷裂強度和斷裂伸長率的影響，采用單纖維強力儀測試其力學性能，結果如圖4所示。從圖4可知：純PA纖維具有良好的力學性能，其斷裂強度高達（189.26±3.22） MPa，斷裂伸長率為（22.92±0.92）%。引入f-Ti3C2Tx后，PA@M-0.5、PA@M-1.0和PA@M-1.5的斷裂強度分別為（63.13±2.56）、（54.27±0.76）、（30.98±1.95） MPa，相對應的斷裂伸長率則從（23.28±1.67）%提升至（28.23±1.27）%。綜上結果可知：PA@M復合纖維的斷裂強度出現(xiàn)大幅度下降，并隨f-Ti3C2Tx含量的增加而逐漸降低。產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因一方面是由于f-Ti3C2Tx片層間較弱的層間作用力，另一方面是引入f-Ti3C2Tx一定程度上減弱了大分子之間的相互作用力，從而使復合纖維強度下降［22］。相反，復合纖維的斷裂伸長率則略有提升，主要是由于試樣受拉伸時芯層的f-Ti3C2Tx納米片層移動致使復合纖維兩相界面易于滑移，從而在大變形下時試樣能夠保持結構的完整性而不發(fā)生斷裂［23］。

2.3" PA@M復合纖維的導電性能

為考察f-Ti3C2Tx對PA@M復合纖維導電性能的影響，采用靜電計對復合纖維的電阻值和導電率進行測試分析，結果如圖5所示。由圖5可知：高導電f-Ti3C2Tx的加入顯著降低PA復合纖維的電阻值，隨著復合纖維中f-Ti3C2Tx含量的提高，PA纖維的電導率從0.71 S/m分別提高至2.58（PA@M-0.5）、3.42（PA@M-1.0）、1.66 S/m（PA@M-1.5）。值得注意的是，隨著f-Ti3C2Tx濃度的增加，PA@M復合纖維的電導率呈現(xiàn)出先增加后減小的趨勢。這可能是由于纖維芯層f-Ti3C2Tx濃度較高時，SA插層作用和Ca2+的交聯(lián)作用相對較弱，使得f-Ti3C2Tx的取向性和致密化程度降低，并且f-Ti3C2Tx片層存在堆積傾向，導致PA@M-1.5的電導率降低［24］。同時，相較于PA@M-1.0復合纖維，PA@M-1.5復合纖維內(nèi)部觀察到更多的孔隙（見圖2（b1）和圖2（c1）），破壞了導電網(wǎng)絡的完整性從而增大了纖維整體的電阻。

2.4" PA@M復合纖維的吸波性能

基于傳輸線理論，引入反射損耗（RL）以更為直觀地評估材料的吸波性能。RL值越小意味著吸波能力越強，RL值小于-10.00 dB相當于吸收效率達90%（對應的頻寬為有效吸收帶寬）。圖6為不同f-Ti3C2Tx濃度制備的PA@M復合纖維的反射損耗圖。由圖6可知：f-Ti3C2Tx的添加量對PA@M復合纖維的吸波性能具有明顯調(diào)控作用，其吸波性能呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢。具體地，PA@M-0.5復合纖維在厚度為3.69 mm時RLmin為-20.15 dB，對應有效吸收帶寬（EAB）為2.58 GHz（8.20～10.78 GHz）（見圖6（a））；當f-Ti3C2Tx濃度增加到1.0 mg/mL時，PA@M-1.0復合纖維具有最佳的吸波性能，厚度為3.08 mm時其RLmin高達-63.39 dB，EAB為3.20 GHz（8.20～11.40 GHz）（見圖6（b））；而f-Ti3C2Tx濃度進一步增加時，PA@M-1.5復合纖維的吸波性能則略有下降，RLmin值為-40.66 dB，EAB為2.07 GHz（10.33～12.4 GHz），對應的厚度為2.62 mm（見圖6（c））。PA@M復合纖維的吸波性能與電導率變化呈現(xiàn)相同的變化趨勢，合理推測其導電性能變化是影響復合纖維的吸波性能根本原因。因此，通過合理控制f-Ti3C2Tx紡絲液的濃度，可以有效增強復合纖維的微波吸收性能并拓寬有效吸收帶寬。

材料的電磁參數(shù)即復介電常數(shù)（εr，εr=ε′-jε″）和復磁導率（μr，μr=μ′-jμ″）是決定材料吸波性能的關鍵因素。由于PA@M復合纖維屬于介電型吸波材料，因此僅借助介電常數(shù)對其吸波性能作進一步解釋。其中，ε′作為復介電常數(shù)的實部，表示材料對電磁波的存儲能力，而ε″作為復介電常數(shù)的虛部，表示材料對電磁波的耗散能力。圖7（a）和圖7（b）分別為PA@M復合纖維的ε′和ε″隨頻率變化曲線圖。在整個頻率測試范圍內(nèi)，所有樣品的介電常數(shù)實部和虛部均隨著頻率的升高而降低，這主要是源于材料內(nèi)部電子運動轉向跟不上外加電磁場的變化而引起的弛豫行為［25］。此外，PA@M-1.0復合纖維具有最高的ε′和ε″值，這得益于其相對較高的導電性。通常，用損耗角正切值（tanδε=ε″/ε′）衡量材料對電磁波的損耗能力。由圖7（c）可知，PA@M復合纖維的tanδε值呈現(xiàn)與ε′′相似的變化趨勢，其中PA@M-0.5的tanδε值明顯低于其他樣品，表明其較弱的介電損耗能力；而PA@M-1.0在低頻處具有較高的tanδε值，與其吸波性能相吻合；同時，隨著頻率升高，PA@M-1.5的tanδε值逐漸增大并超過PA@M-1.0，進一步對其RLmin位于X波段的高頻處作出解釋。

介電損耗主要來源于電導損耗和極化弛豫損耗。在千兆赫范圍內(nèi)，材料的極化行為主要包括界面極化和偶極子極化。為更好地理解電磁波損耗過程中出現(xiàn)的極化弛豫行為，借助德拜弛豫模型以揭示介電損耗的機理。由德拜（Debye）方程可以推導出式（4）［26］：

（ε′-εs+ε∞2）2+（ε″）2=（εs-ε∞2）2（4）

式中：ε∞和εs分別是高頻限制下的相對介電常數(shù)和靜態(tài)介電常數(shù)。

根據(jù)式（4）可知，ε″-ε′曲線是一個半圓，表示為Cole-Cole半圓，并且每一個Cole-Cole半圓代表一個極化弛豫過程。由圖8可知，PA@M復合纖維在8.20～12.40 GHz內(nèi)可觀察到多個扭曲的Cole-Cole半圓，證明復合纖維內(nèi)部存在多重介電弛豫行為。除此之外，PA@M-1.0的曲線尾部呈現(xiàn)一條直線（見圖8（b）），這代表材料在交變能量場下同時存在著電導損耗。由圖8（c）可知，PA@M-1.5存在較多的小半圓，但拖尾現(xiàn)象不明顯，這與試樣的電導率結果一致。PA@M復合纖維具有較強的介電損耗，得益于PA和f-Ti3C2Tx在電子結構與介電性能方面的差異。這種差異會導致兩相界面處形成大量的異質(zhì)結，阻礙電荷在復合結構中的有效遷移。在電磁波的作用下，這些電荷在異質(zhì)界面處不斷聚集，形成空間電荷極性區(qū)，最終增強復合纖維的極化弛豫行為。此外，PA導電聚合物內(nèi)部存在大量的電偶極子，同樣也利于復合纖維在外加電磁場作用下誘導偶極子極化行為。

試樣的吸波性能直接取決于阻抗匹配（Z=Zin/Z0）和衰減常數(shù)（α）兩個關鍵參數(shù)。良好的阻抗匹配性是實現(xiàn)優(yōu)異吸波性能的先決條件，只有使入射電磁波盡可能多地傳播到材料內(nèi)部，電磁波能量才有通過各種損耗機制進行耗散與衰減的可能性。圖9（a）和圖9（b）分別為PA@M復合纖維在最佳性能條件下對應的阻抗匹配和衰減常數(shù)。由圖9（a）可知：對比其他組試樣，PA@M-1.0的Z值在測試范圍內(nèi)更加接近1，表明此樣品具有最佳的阻抗匹配性能，電磁波能夠大量進入材料內(nèi)部，與材料發(fā)生相互作用而被耗散掉。由圖9（b）可知：由于高頻區(qū)域極化弛豫行為的貢獻，PA@M復合纖維的衰減常數(shù)均隨頻率的增大呈現(xiàn)上升趨勢。其中，PA@M-1.0具有最大的α值，結合其最優(yōu)的阻抗匹配特性，最終表現(xiàn)出最佳的電磁波吸收性能。

基于上述分析可知，PA@M-1.0復合纖維具有優(yōu)異的吸波性能主要得益于多組分復合和核殼結構的協(xié)同作用，其吸波機理（見圖10）可以歸納總結為4個方面：首先，低導電PA殼層及多組分之間的協(xié)同效應極大地優(yōu)化復合纖維的阻抗匹配特性，保證電磁波最大程度地進入材料內(nèi)部衰減。其次，f-Ti3C2Tx芯層在復合纖維內(nèi)部形成連續(xù)的導電網(wǎng)絡，促進電子遷移從而賦予復合纖維較強的電導損耗。再次，f-Ti3C2Tx片層之間以及不致密的纖維結構中存在的空隙能引起電磁波的多重反射和散射，延長電磁波的傳輸路徑。最后，復合纖維獨特的核殼結構形成大量的異質(zhì)界面，兩種組分之間存在較大的電勢梯度，導致電荷在核殼異質(zhì)界面處集聚，有利于界面極化的產(chǎn)生［27］。

3" 結論

本文采用f-Ti3C2Tx作為功能芯層，PA作為保護殼層，采用濕法紡絲工藝成功制備了核殼結構的PA@M復合纖維。采用多維度表征技術對PA@M復合纖維的微觀形貌和結構進行分析，并對其電磁參數(shù)和吸波性能進行研究，主要結論如下：

a）PA@M復合纖維兼具優(yōu)良的力學承載性能和導電性能。PA@M復合纖維最大斷裂強度可達（63.13±2.56） MPa，最高斷裂伸長率可達（28.23±1.27）%，導電率最高達3.42 S/m。

b）通過合理的組分調(diào)控與核殼結構設計，PA@M復合纖維能夠具備微波吸收特性。當f-Ti3C2Tx質(zhì)量濃度為1.0 mg/mL時，3.08 mm厚度下的復合纖維試樣最小反射損耗值可達-63.39 dB（8.55 GHz），有效吸收帶寬達到3.20 GHz（8.20～11.40 GHz）。

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Core-shell structured PEDOT：PSS/SA@MXene composite fibers with

microwave absorption performance

XU" Wenyu，" WANG" Huiya，" ZHU" Yaofeng

（School of Materials Science amp; Engineering， Zhejiang Sci-Tech University， Hangzhou 310018， China）

Abstract：

The booming development of the 5G era has facilitated the rapid growth of electronic information technology， providing efficiency and convenience， but inevitably giving rise to electromagnetic pollution， which poses irreversible harms to human health and the environment. To address this issue， microwave absorption materials （MAMs） have been developed and utilized. In civilian applications， MAMs are commonly used as patches in mobile devices and computers to prevent interference and minimize the electromagnetic radiation leakage. In military contexts， stealth technology enhances the survivability and defensive capabilities of weapons， providing a strategic advantage in modern warfare. Thus， MAMs play a crucial role in both military stealth operations and civilian protection. Traditional MAMs， such as ferrites， conductive carbon black， and magnetic metals， are typically incorporated into polymer matrices as powder fillers. However， they suffer from various drawbacks， including poor mechanical properties， inability to function as load-bearing components， high density hindering integration， and limited flexibility to meet the demands of modern electronics. One-dimensional fiber materials offer promising alternatives due to their lightweight， flexibility， and design versatility. However， most microwave absorbing fibers are produced by using methods such as chemical plating， coating， and impregnation. To address these challenges， this paper focuses on integrating modern textile techniques to produce flexible composite fibers with superior mechanical properties and exceptional absorption capabilities.The PEDOT：PSS/sodium alginate@MXene （PA@M） composite fibers with core-shell structure were success-fully fabricated by coaxial wet spinning process， to realize the integration of strong and efficient Microwave-absorbing functions. This paper mainly explored the effects of Ti3C2Tx MXene content on the morphology， mechanical properties， electrical conductivity and electromagnetic characteristics of the PA@M composite fibers. The results showed that because of the interactions between the MXene layers in the core and the PA components in the shell， the PA@M composite fibers exhibited remarkable mechanical properties， with a single-fiber breaking strength reaching （63.13±2.56） MPa and a corresponding elongation at break of （23.28±1.67）%.

Furthermore， the conductivity of PA@M composite fibers was increased from 0.71 S/m to 3.42 S/m due to the efficient electron transfer between MXene nanolayers. Meanwhile， the component modulation and microstructure design could effectively regulate the electromagnetic properties of the PA@M composite fibers， so that PA@M-1.0 composite fibers achieved the minimum reflection loss of -63.39 dB and effective absorption bandwidth of 3.20 GHz. This research presents a novel and efficient approach for the design and development of microwave absorption fibers.

Keywords：

composite fiber; core-shell structure; microwave absorption performance; Ti3C2Tx MXene; wet spinning