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详细介绍

一、文章概述

在透明和柔性器件中使用的各种材料中，MXenes作为这一类全新的候选产品正在引起关注。ti3c2TxMXene作为一种二维材料具有特殊的性能，使其成为一种在不同领域具有广泛应用的潜在材料。由于其高导电率，可用于透明导电电极(TCEs)。在本研究中，用50°C高浓缩酸蚀刻的MXenes旋转涂在聚对苯二甲酸对二醇酯(PET)薄膜上，并在170°C的中等温度下退火。退火处理显著改善了MXene与PET的粘附性。这些tce表现出～424Ω/sq的片状抗性。～的透过率为87%。研究了mxene涂层PET薄膜抗氧化的老化稳定性，发现这段时间的抗性变化为30%。柔韧性试验显示，在第1000次循环时，弯曲电阻变化较低（～1.5%），在1000次循环后，在弯曲半径为～3.9mm时，其累积电阻变化为～20%。这些透明、柔性和导电电极被用于制造基于聚合物分散液晶(PDLC)的柔性智能窗。通过固化夹在MXene电极之间的PDLC混合物制造的智能窗口在ON/OFF状态下也是灵活的。基于mxene的柔性智能窗在OFF状态下具有良好的不透明度，在ON状态下具有高透明度，在60V时显示低阈值电压<10V，高透过率～80%。柔性智能窗即使在～弯曲半径4mm下也能正常工作。

二、图文导读

图1.(a)分离的MXene薄片的FESEM图像。(b)脱落的MXene薄片的AFM图像和(c)相应的线轮廓。(d)照片图像显示了透明的mxene涂层的PET薄膜。(e)FESEM图像和(f)相应的放大图像显示了PET文件上MXene的补丁状态。(g)光学显微图像显示了MXenes在PET上的随机分布状态。横断面FESEM图像显示涂层的MXenes在100°C下退火(h)，(i)退火为170°C。

图2.(a)MAX相和蚀刻的MXene的XRD光谱。(b)蚀刻的MXene的拉曼光谱。(c)蚀刻的MXene和MAX相的吸附解吸(BET)曲线。(d)在100和170°C下处理的mxene涂层PET薄膜的紫外−与光谱。

图3.(a)有无热处理重复胶带剥离的电阻变化。在(b)未处理和(c)170°C退火的情况下，每次剥离后的紫外−与透射率光谱。(d)相对电阻在第1和第1000个弯曲周期中的变化。(e)相对电阻的变化被绘制为弯曲和释放过程中应变的函数。(f)为了显示疲劳行为，我们测量了相对阻力（R/R0）作为弯曲循环的函数。

图4.(a)采用棒形涂层方法制备基于mxene的PDLCs示意图。(b)PDLC在OFF中是不透明的。(c)在60V时，它在ON状态下变得透明。当它弯曲时，在(d)OFF和(e)ON状态下确认了适当的开关行为。

图5.(a)测量了不同电压下mxene基pdlc的紫外−可见透过光谱。(b)在550nm处绘制了电压与透光率的曲线。(c)开关响应行为作为时间的函数记录。在XYZ翻译器的帮助下，弯曲测试在(d)OFF和(e)ON状态下进行。(f)基于mxene的PDLCs的开关机制。

三、全文总结

本研究在PET衬底上制备了基于ti3c2Txmxene的透明、柔性和导电电极，通过添加LCs和NOA65单体，提出了其在柔性智能窗口中的应用。MXene涂层的PET薄膜，用MXene用高浓缩酸蚀刻制备，在28天的环境条件下具有较高的氧化稳定性。与未经处理的薄膜相比，在170°C下退火的自旋涂层MXene薄膜具有灵活、坚固和稳定的稳定性。该MXene薄膜的透光率为～87%，片阻为～424Ω/sq。具有可靠性。在弯曲半径为3.9mm的弯曲应变为0.017时，MXene薄膜的弯曲显示<电阻变化为1.5%。1000个弯曲循环后，电阻变化增加到～20%，表明抗疲劳性能良好，第1000周期的相对阻力变化为～1.5%，仅比第一个弯曲循环的相对阻力变化（～1.2%）高0.3%。夹在mxene之间的LC和单体混合物，在紫外光照下固化制备PDLCs。这些智能窗口具有阈值电压<10V和饱和电压～50V，即使在弯曲半径～4mm时也是灵活的。因此，虽然基于mxene的PDLCs的光电性能与基于ito的PDLCs相当，但其力学性能优于此。本研究为基于mxene的TCEs在各种应用中作为经济有效的易于制造的替代品开辟了新的视野。

文章链接：

https://doi.org/10.1021/acsami.1c12100

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