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  9. 鄭州大學材料科學與工程學院 先進高分子材料研究所王萬杰教授團隊在熱偽裝材料領域取得新進展

    2021-06-22 中國包裝材料網

    簡介:  日前,鄭州大學材料科學與工程學院先進高分子材料研究所王萬杰教授團隊在熱偽裝材料領域取得新進展。相關成果以Ultrathin Titanium C

      日前,鄭州大學材料科學與工程學院先進高分子材料研究所王萬杰教授團隊在熱偽裝材料領域取得新進展。相關成果以“Ultrathin Titanium Carbide (MXene) Films for High-Temperature Thermal Camouflage”為題發表在材料領域頂級期刊《Advanced Functional Materials》上(IF=16.836)。材料學院碩士研究生李雷為第一作者,王建峰副教授和王萬杰教授為共同通訊作者,鄭州大學材料學院為第一單位。

    隨著紅外探測技術的飛速發展,熱偽裝與紅外隱身材料引起了廣泛關注。目前,已經有大量關于熱偽裝材料的報道,但其依然具有以下缺點:

      (1)相變材料的使用溫度相對較低;

      (2)氣凝膠或泡沫等隔熱材料厚度較大;

      (3)金屬薄膜或涂層雖然具有較低的紅外發射率,但其易腐蝕、密度大且難加工;

      (4)光子晶體等超材料制備工藝復雜、成本高;

      利用柔性超薄薄膜或涂層實現高溫物體的熱偽裝仍然是一個巨大挑戰。本研究率先在國際上報道了Ti3C2Tx MXene的紅外低發射率特性(7~14 μm波段范圍內發射率為0.19),其與不銹鋼薄膜相當,遠低于石墨烯、氧化石墨烯以及納米蒙脫土等二維材料。在較寬的溫度范圍內(-10 ℃到500 ℃),1 μm厚的超薄柔性MXene薄膜以及超薄MXene涂層展現出優異的、長時間穩定的室內/室外熱偽裝性能,能使500℃高溫物體的輻射溫度降低300℃,優于已報道的熱偽裝薄膜/涂層材料。

      同時,MXene薄膜/涂層具有優異的可偽裝的電加熱和高效的電磁波屏蔽性能。本工作為基于超薄薄膜/涂層材料實現高溫物體的熱偽裝提供了有效策略,展示了MXene材料在熱偽裝、紅外隱身、輻射加熱、紅外信號傳輸、安全防護等領域的巨大應用潛力。

      上述研究得到國家自然科學基金、中國博士后特別資助/面上基金、河南省重點研發與推廣專項等項目資助。

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