香港中文大学科学与工程学院qingbin zheng等--多功能Mose2@MXene异质结构装饰的可穿戴热疗纤维素织物

随着可穿戴电子设备需求的增加，多功能智能面料的开发成为必然趋势。然而，如何制作出具有满意的机械性能、优异的焦耳热性能、高效的光热转换、出色的电磁屏蔽效果和优越的抗菌能力的多功能智能面料仍然是目前面临的挑战。在这里，一种基于MoSe₂@MXene异质结构的多功能纤维素织物是通过将MXene纳米片沉积到纤维素织物上，然后通过简单的水热法在MXene层上生长MoSe₂纳米片来制备的。实现了一个低电压焦耳加热治疗平台，具有快速的焦耳加热响应(在4 V的供电电压下，25 s内达到230°C)和在反复弯曲循环(高达1000个循环)下的稳定性能。此外，该多功能织物还表现出优异的光热性能(在400 mW cm⁻²的光强度下，辐照25 s可达130°C)、优异的电磁干扰屏蔽效果(37 dB)和优异的抗菌性能(对大肠杆菌、枯草芽孢杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率达90%)。本研究为制造多功能可穿戴热疗设备提供了一种有效的途径，用于移动医疗和个人热管理。

图1 MoSe₂@MXene/CFs的制作原理图。

图2. MoSe₂@MXene/CFs催化剂的XRD 和形貌表征。

图3 a) MoSe2@MXene/CFs的XPS谱。b) Ti 2p, c) O 1s, d) Mo 3d, e) Se 3d, f) c 1s的XPS高分辨率光谱。

图4. MXene/CFs和MoSe2@MXene/CFs的焦耳加热性能。

图5 a) N2H4在不同电压下的焦耳热性能。b) N2H4的温度变化使MXene/CFs随功率输入的增加/减少而降低。c) N2H4的循环焦耳热性能在3 V时降低了MXene/CFs。d) MXene/CFs和MoSe2@MXene/CFs的相对电阻。e) MXene/CFs和MoSe2@MXene/CFs的平均TCR。f) MXene/CFs和MoSe2@MXene/CFs的热发射率。

图6 光热转换性能。

图7 MXene/CFs和MoSe2@MXene/CFs的EMI性能。

图8 抗菌能力测试。

图9 通过可见光光催化ROS生成水中的MoSe₂@MXene异质结构灭活细菌的原理图。

相关科研成果由香港中文大学科学与工程学院Qingbin Zheng等人于2022年发表在Small (10.1002/smll.202205853)上。原文：Doped-nitrogen enhanced the performance of Nb₂CT_x on the electrocatalytic synthesis of H₂O_2。