近日，郑州大学材料科学与工程学院在热伪装材料领域取得新进展。相关成果以“Ultrathin Titanium Carbide (MXene) Films for High-Temperature Thermal Camouflage”为题发表在材料领域顶级期刊《AdvancedFunctional Materials》上。硕士研究生李雷为第一作者，王建峰副教授和王万杰教授为共同通讯作者。郑州大学为论文唯一单位。
随着红外探测技术的飞速发展，热伪装与红外隐身材料引起了广泛关注。目前，已经有大量关于热伪装材料的报道，但其依然具有以下缺点：（1）相变材料的使用温度相对较低；（2）气凝胶或泡沫等隔热材料厚度较大；（3）金属薄膜或涂层虽然具有较低的红外发射率，但其易腐蚀、密度大且难加工；（4）光子晶体等超材料制备工艺复杂、成本高。利用柔性超薄薄膜或涂层实现高温物体的热伪装仍然是一个巨大挑战。本研究率先在国际上报道了Ti₃C₂T_xMXene的红外低发射率特性（7~14μm波段范围内发射率为0.19），其与不锈钢薄膜相当，远低于石墨烯、氧化石墨烯以及纳米蒙脱土等二维材料。在较宽的温度范围内（-10 ℃到500 ℃），1 μm厚的超薄柔性MXene薄膜以及超薄MXene涂层展现出优异的、长时间稳定的室内/室外热伪装性能，能使500℃高温物体的辐射温度降低300℃以上，优于已报道的热伪装薄膜/涂层材料。同时，MXene薄膜/涂层具有优异的可热伪装的电加热和高效的电磁波屏蔽性能。本工作为基于超薄薄膜/涂层材料实现高温物体的热伪装提供了有效策略，展示了MXene材料在热伪装、红外隐身、辐射加热、红外信号传输、安全防护等领域的巨大应用潜力。
上述研究得到国家自然科学基金、中国博士后特别资助/面上基金、河南省重点研发与推广专项等项目的资助。
全文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adfm.202101381