MXene作為一種新興的二維材料，因其優(yōu)異的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、電磁屏蔽性能、水分散性和光熱轉(zhuǎn)換能力而備受關(guān)注。然而，MXene納米片之間的相互作用較弱，導(dǎo)致其在通過自下而上的方法構(gòu)建宏觀材料時(shí)，宏觀材料的性能顯著下降。Pickering乳液（PE）是固體顆粒穩(wěn)定的不含表面活性劑的乳液，利用固體顆粒對油水兩相的部分潤濕性，通過固體納米顆粒在油水界面的不可逆吸附來穩(wěn)定乳液。PE通過將納米顆粒固定在油水界面，提供了一種自下而上便捷構(gòu)建油水界面、微膠囊和納米復(fù)合材料的通用方法。然而，MXene的Pickering乳化能力差，限制了其在功能材料制備中的應(yīng)用。目前，已經(jīng)開發(fā)出多種化學(xué)表面改性的方法提高MXene的Pickering乳化能力，然而這些方法大多過程比較復(fù)雜，得到PE粒徑較大，分布不均，穩(wěn)定性差。而且MXene的表面化學(xué)改性通常會導(dǎo)致MXene本征性能的顯著下降。
圖 1.MC共穩(wěn)定Pickering乳液及其作為模板制備光熱PCM微膠囊的示意圖。
1. MC共穩(wěn)定的PE的制備及表征
圖 2.用不同水相制備的環(huán)己烷PE在不同靜置時(shí)間的照片：（a）MXene分散體（1 mg/mL）；（b）MXene分散體（1 mg/mL）與NaCl（5 mg/mL）；（c）MXene（l mg/mL）、CNC（l mg/mL）和NaCl（5 mg/mL）的分散體；（d）MXene穩(wěn)定的PE的光學(xué)顯微鏡圖像及對應(yīng)的（e）尺寸分布；（f）MXene/CNC共穩(wěn)定的PE的光學(xué)顯微鏡圖像及對應(yīng)的（g）尺寸分布。
2. MC共穩(wěn)定PE的機(jī)理研究
圖 3.（a）不同CNC濃度的MC共穩(wěn)定的環(huán)己烷PE的光學(xué)顯微鏡圖像；（b）不同CNC濃度的MC共穩(wěn)定的環(huán)己烷PE的平均乳液液滴直徑；（c）不同靜置時(shí)間下MC共穩(wěn)定的環(huán)己烷PE的乳液分?jǐn)?shù)；（d）不同CNC濃度的MC共穩(wěn)定的環(huán)己烷PE在靜置20小時(shí)后的乳液分?jǐn)?shù)（插圖是具有不同CNC濃度的MC共穩(wěn)定的PE在靜置20小時(shí)后的照片）。
圖 4.（a）不同MXene濃度的MC共穩(wěn)定的環(huán)己烷PE的光學(xué)顯微鏡照片；（b）不同MXene濃度的MC共穩(wěn)定的環(huán)己烷PE的平均乳液液滴直徑；（c）不同靜置時(shí)間下MC共穩(wěn)定的環(huán)己烷PE的乳液分?jǐn)?shù)；（d）不同MXene濃度的MC共穩(wěn)定的環(huán)己烷PE在靜置20小時(shí)后的乳液分?jǐn)?shù)（插圖是具有不同MXene濃度的MC共穩(wěn)定的PE在靜置20小時(shí)后的照片）。
圖 5.（a）MXene、CNC和MC的FT-IR和（b）XPS譜；（c）MXene和CNC-MXene的O 1 s和（d）C 1 s高分辨XPS譜；（e）環(huán)己烷與CNC、MXene和MC的水分散液之間的界面張力；（f）不同CNC含量的MC膜的WCA。
3. C22@MC/MF光熱相變微膠囊的制備及形貌表征
圖 6. （a，b）C22@CNC/MF 0的SEM圖像；（c，d）C22@CNC/MF 1的SEM圖像；（e，f）C22@CNC/MF 8的SEM圖像。
4. C22@MC/MF相變微膠囊的相變和光熱性能
通過DSC表征了C22微膠囊的相變特性和光熱性能，相比于C22，C22@MC/MF微膠囊的相變特性并未發(fā)生明顯改變。C22@MC/MF相變微膠囊均顯示出高于 188.3 J/g 的高相變焓。C22@MC/MF 0和C22@MC/MF 5在200次加熱-冷卻循環(huán)后表現(xiàn)出相似的相變行為。200次循環(huán)后，C22@MC/MF 0和C22@MC/MF 5分別保留了原始相變焓的99.3%和100.0%，說明MXene增強(qiáng)了其循環(huán)能力。
圖 7. （a）MXene、CNC、C22、MF、C22@CNC/MF 0和C22@CNC/MF 5的FTIR光譜；C22和C22微膠囊在（b）加熱和（c）冷卻過程中的DSC曲線；（d）C22@CNC/MF 0和（e）C22@CNC/MF 5在第1次和第200次加熱-冷卻循環(huán)時(shí)的DSC曲線；（f）在光照或黑暗下，具有不同MXene含量的C22微膠囊的溫度-時(shí)間曲線。
5. C22@MC/MF相變微膠囊的抗泄漏測試
原文鏈接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2025/ta/d4ta08501a
通訊作者簡介
張振，華南先進(jìn)光電子研究院副研究員，華南師范大學(xué)研究生院副院長，借調(diào)周口師范任校長助理，華東理工大學(xué)廣東校友會副會長，中國化學(xué)會纖維素專業(yè)委員會會員，廣州市青年科技工作者協(xié)會材料與化學(xué)專委會副主任，ACS Sustainable Resource Management青年編委。本科畢業(yè)于華東理工大學(xué)，華東理工大學(xué)和瑞典查爾姆斯理工大學(xué)碩士學(xué)位，加拿大滑鐵盧大學(xué)和法國波爾多大學(xué)博士學(xué)位，滑鐵盧大學(xué)博士后，曾在寶潔任管理培訓(xùn)生和供應(yīng)鏈經(jīng)理。主要從事納米纖維素的制備、性能調(diào)控和應(yīng)用研究，通過納米纖維素的綠色制備、表面改性和組裝等，構(gòu)筑生物可降解、高性能、多功能的納米纖維素基復(fù)合材料，應(yīng)用于Pickering乳液、MXene、相變材料、催化、水凝膠、微膠囊、藥物控制釋放、液晶、光熱轉(zhuǎn)換、防偽、包裝、抗菌、電子皮膚、傳感、能源等領(lǐng)域，致力于構(gòu)建綠色環(huán)保、低碳、能源節(jié)約型社會。近三年在Advanced Functional Materials，Chemical Engineering Journal, Journal of Materials Chemistry A，Carbohydrate Polymers, ACS Applied Materials & Interfaces, ACS Sustainable Chemistry & Engineering發(fā)表一作和通訊作者學(xué)術(shù)論文30多篇，論文被引用3000多次，H指數(shù)32；以第一發(fā)明人授權(quán)專利10項(xiàng)。指導(dǎo)學(xué)生獲得 “挑戰(zhàn)杯”中國大學(xué)生創(chuàng)業(yè)計(jì)劃競賽銀獎等各類創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽獎20余項(xiàng)，榮獲華師學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動優(yōu)秀指導(dǎo)教師、“我最喜愛的導(dǎo)師”等。歡迎批評指正，歡迎交流合作（zhangzhen@m.scnu.edu.cn）。
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