第一作者：李威，周天柱，?張澤軍，李雷

通訊作者：程群峰

通訊單位：北京航空航天大學

程群峰，北京航空航天大學，教授，博士生導師，國家杰出青年科學基金、國家優秀青年科學基金、牛頓高級學者基金獲得者。從事仿生納米復合材料的研究工作，發現了降低納米復合材料力學性能的“孔隙”新現象，發展了降低孔隙率提高力學性能的新策略，創制了一系列輕質高強納米復合材料，為納米復合材料的應用奠定了理論基礎。

論文速覽

碳化鈦（Ti₃C₂T_x）MXene 納米片具有優異的機械性能和導電性，在航空航天和電子設備領域應用廣泛。然而，將其組裝成宏觀薄膜仍面臨挑戰，例如存在空隙、低取向度和弱界面相互作用等問題，這些問題降低了材料的機械性能。

研究團隊展示了一種超強的宏觀MXene薄膜，通過使用液態金屬（LM）和細菌纖維素（BC）依次橋接MXene納米片（LBM薄膜），實現了908.4兆帕的拉伸強度。通過重復循環刀片涂層的逐層方法提高取向度至0.935，同時具有良好變形能力的LM將空隙減少至5.4%的孔隙率。通過BC的氫鍵和與LM的配位鍵增強了界面相互作用，提高了應力傳遞效率。順序橋接為其他2D納米片組裝成高性能材料提供了途徑。

圖文導讀

圖1：“液態金屬交聯致密化”策略顯著提升MXene復合薄膜的力學性能。

圖2：LBM復合薄膜的界面相互作用表征。

圖3：界面協同作用提升載荷傳遞能力的斷裂機理。

圖4：LBM復合薄膜的電磁屏蔽性能及機理。

總結展望

本研究成功制備了一種超強的宏觀MXene薄膜，該薄膜通過液態金屬和細菌纖維素的依次橋接顯著提高了拉伸強度和電磁屏蔽效能。研究結果表明，通過優化界面相互作用和減少空隙，可以有效提升材料的機械性能和功能性。

此外，該薄膜在抗氧化性能方面也表現出色，為MXene材料在航空航天和電子設備領域的應用提供了新的可能性。本論文提出的制備策略不僅適用于MXene材料，也為其他2D納米材料的高性能組裝提供了新的思路。

文獻信息

標題：Ultrastrong MXene film induced by sequential bridging with liquid metal

期刊：Science

DOI：10.1126/science.ado4257