东南大学材料科学与工程学院孙正明教授、张培根副教授在MXene基微波吸收材料方面取得突破性进展，相关成果以“Multifunctional MXene/C Aerogels for Enhanced Microwave Absorption and Thermal Insulation”为题发表在国际知名期刊《纳微快报》（Nano-Micro letters）上。
新型二维过渡金属碳化物/氮化物（MXene）材料凭借独特的二维结构、优异的导电性、高比表面积和丰富的官能团等优势成为一种极具潜力的微波吸收材料。目前，MXene材料在微波吸收领域已经取得了相当大的进展，但仍然受到阻抗不匹配、易堆叠和高密度等问题的制约。
针对上述问题，本工作设计出一种轻质多功能MXene/C气凝胶，利用静电纺丝技术将二维MXene卷曲成一维纳米纤维并连接成三维导电网络，成功抑制了MXene片层的堆叠问题。同时，得益于三维导电网络的构建，气凝胶对电磁波的电导损耗能力得以增强。此外，气凝胶丰富的孔隙结构在改善阻抗匹配的同时，还可有效降低材料的密度。研究结果表明，MXene/C气凝胶的最小反射损耗(RLmin)值达到-53.02 dB (f=4.44 GHz, t=3.8 mm)，有效吸收带宽(EAB)为5.3 GHz (t=2.4 mm, 7.44 GHz-12.72 GHz)。雷达散射截面(RCS)模拟结果表明，覆盖有MXene/C气凝胶的完美电导体(PEC)最大RCS还原值可以达到12.02 dB m2。此外，该气凝胶不仅表现出优异的微波吸收性能，还兼具良好的隔热性能，5 mm厚的气凝胶在80 ℃的加热温度下可产生30 ℃以上的温度梯度。该研究为构建轻质、高效、多功能的MXene基微波吸收材料提供了一种可行的设计方法。
东南大学材料科学与工程学院为该论文第一完成单位，博士生吴福硕为第一作者，东南大学孙正明教授、张培根副教授为共同通讯作者。该工作得到国家自然科学基金和江苏省自然科学基金的支持。