近期，成都大学高等研究院先进材料研究院团队特聘研究员魏竟江博士以第一作者，王清远教授、山东大学曾志辉教授、武汉理工大学傅正义院士为共同通讯作者，成都大学为第一单位，在复合材料领域中科院一区TOP期刊《Composites Part A-Applied Science and Manufacturing》（IF=9.463）发表题为“Hofmeister Effect-Inspired Ti3C2Tx MXene-Based Robust, Multifunctional Hydrogels” 的高水平文章。
具有高强度、韧性和导电性等功能的水凝胶在软机器人、可穿戴设备和人机界面等领域的应用越来越广泛。天然的生物材料，如人体肌肉，具有强大的功能(刺激反应能力和自愈能力)和优异的力学性能。因此，向自然学习可以为当代科技挑战提供许多有远见的解决方案。Hofmeister效应是指盐离子对蛋白质溶液具有沉淀作用的天然现象，受此启发已有部分工作制备了高机械性能的水凝胶，但是兼具机械性能和功能性的水凝胶的设计制备依然是一项挑战。
为解决上述挑战，在本文中，受Hofmeister效应的启发，利用冷冻和盐析方法的协同作用，结合过渡金属碳化物/氮化物(MXene)和聚乙烯醇(PVA)制备出了具有良好的机械强度、韧性和高导电性的水凝胶，并作为多功能应变传感器（实时监测肢体运动、柔性书写键盘、水下摩斯密码传输器）来应用。此外，高导电性的MXene与富水多孔结构、充足的MXene-PVA界面协同作用，使得该水凝胶在厚度为1.5-8.5 mm时具有43-93 dB的可控高电磁干扰屏蔽效能。该工作简便、可扩展的制备方法设计出的坚固、超柔性和导电的多功能水凝胶，可用于物联网、下一代可穿戴电子产品、电磁保护和智能设备。该研究得到国家自然科学基金、成都大学引进人才科研启动基金的资助。
图1 Hofmeister效应启发Ti3C2Tx MXene/PVA复合水凝胶的制备说明
图2 MXene/PVA复合水凝胶作为应变传感器的多功能应用
图3 MXene/PVA复合水凝胶的电磁干扰屏蔽效能
论文链接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1359835X23002026
