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基于MXene的功能纺织复合材料

周苏秦 ,  贾潞 ,  石传晋 ,  张爱琴 ,  刘淑强 ,  王华

化学进展 ›› 2024, Vol. 36 ›› Issue (8) :1157-1173

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化学进展 ›› 2024, Vol. 36 ›› Issue (8) :1157-1173 DOI: 10.7536/PC240102
综述
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基于MXene的功能纺织复合材料

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MXene-Based Functional Textile Composites

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摘要

Due to its special two-dimensional structure and properties, the new two-dimensional metal carbon/nitride MXene can be compounded with a variety of textile materials, giving textile composites excellent conductivity, mechanical properties, etc., showing great potential in sensing, electromagnetic shielding, energy storage and other fields. In this paper, the structure, preparation methods and properties of MXene are introduced firstly, and the preparation methods of MXene-based functional textile composites are summarized, including coating method, electrospinning, wet spinning, vacuum filtration method, etc; The effects of the structure (encapsulated, embedded and hybrid) of MXene based functional textile composites on their properties are summarized, and their applications in sensors, electromagnetic shielding, energy transmission and conversion are reviewed; Finally, the development trend of MXene based functional textile composites is prospected.

Abstract

the novel two-dimensional metal carbon/nitride MXene,owing to its unique two-dimensional structure and performance,can be composite with various textile materials,imparting excellent conductivity,mechanical properties,etc.,to textile composite materials.Therefore,It has shown tremendous development potential in fields such as sensing,electromagnetic shielding,and energy storage.This article initially introduces the structure,preparation methods,and properties of MXene.It provides a summary of the preparation methods for MXene-based functional textile composite materials,including coating methods,electrospinning,wet spinning,vacuum filtration,etc.the article outlines the impact of different structures(coating,embedding,hybrid)of MXene-based functional textile composites on their performance.It also reviews their applications in sensors,electromagnetic shielding,energy transmission,and conversion.Finally,the article offers a prospect of the development trends in the research field of MXene-based functional textile composite materials。

Contents

1 Introduction

2 Structure and properties of MXene and its preparation methods

2.1 Structure

2.2 Preparation methods

2.3 Properties

3 Preparation of MXene-based functional textile composites

3.1 Coating

3.2 Electrostatic spinning

3.3 Wet spinning

3.4 Other methods

4 Structure of MXene-based functional textile composites

4.1 Wrap-around construction

4.2 Embedded Architecture

4.3 Hybrid structure

5 Applications of MXene-based functional textile composites

5.1 Transducers

5.2 Energy transfer,storage and conversion

5.3 Electromagnetic shielding

5.4 Other applications

6 Conclusions and outlook

Graphical abstract

关键词

MXene / 功能纺织复合材料 / 制备方法 / 结构 / 性能 / 应用

Key words

MXene / textile composites / preparation methods / structure / properties / applications

引用本文

引用格式 ▾
周苏秦, 贾潞, 石传晋, 张爱琴, 刘淑强, 王华. 基于MXene的功能纺织复合材料[J]. 化学进展, 2024, 36(8): 1157-1173 DOI:10.7536/PC240102
Suqin Zhou, Lu Jia, Chuanjin Shi, Aiqin Zhang, Shuqiang Liu, Hua Wang. MXene-Based Functional Textile Composites[J]. Progress in Chemistry, 2024, 36(8): 1157-1173 DOI:10.7536/PC240102

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1 引言

自石墨烯被发现以来，越来越多的二维材料受到全世界研究人员关注。MXene是一种新型的二维金属碳/氮化物[1]，2011年由Gogotsi和Barsoum课题组发现，引起了后续的广泛研究[2]，该材料被广泛应用于传感、电磁屏蔽、红外屏蔽、储能、过滤等领域。MXene特殊的层状结构和表面大量亲水基团，使得MXene可与纺织材料复合形成基于MXene的功能纺织复合材料，研究者可对MXene纺织复合材料的结构进行调控，使其满足不同的性能需求。本文主要综述了MXene的结构、性能及制备方法，MXene纺织复合材料的制备方法，MXene纺织复合材料的结构对其性能的影响以及近年来该材料在多个领域发挥的重要作用。

2 MXene材料的结构、性能及其制备方法

目前研究的大多MXene都是由MAX相材料进行选择性刻蚀得到的，其中A可以是Al、Si、P、S、Ga等金属元素，但大多数MXene都是通过选择性刻蚀MAX中的Al或Si原子。MXene的一般式为Mn+XnTx（n=1、2、3），其中M是过渡金属元素，X是碳元素或者氮元素，Tx为表面基团，比如—O、—OH、—Cl或者—F等[3]。由于这种二维金属碳/氮化物有良好的机械性能[4]、优秀的导电性[5]和亲水性[6]等，在传感器[7]、电磁屏蔽[8]、生物医药[9]、能量存储[10]以及纺织服装[11]等领域都有广泛研究，并且展现出巨大的应用潜力。目前为止，通过研究已经获得了30多种MXene，并且根据理论推测还有更多开发空间[12]。

2.1 结构

MXene和MAX（Mn+1AXn）相有类似的结构，属于六方晶系，具有层状的对称性六边形结构。因此，MAX相的研究又在很大程度上决定了MXene的发展[13]。如图1所示，MAX由M—X层和A原子层交替排列组成，其中M—X层和A原子层之间的连接键M—A是一种较弱的键且有金属性质，在高温下很容易被破坏；而M—X键是一种强键且有共价、金属、离子特性，难以用简单的物理方法将其断开（机械、超声等），所以MAX相选择性刻蚀A层原子后，得到的MXene材料具有极高的稳定性。

合成的MXene具有和石墨烯类似的层状结构[14]，因此MXene同样具有高比表面积的特点，不同在于石墨烯的层状结构是通过将石墨机械剥离形成了单层原子层结构[15]，而MXene的层状结构是通过刻蚀的方法使堆叠的薄片剥离开形成二维堆叠层状结构[16]。相较于石墨烯，这种堆叠层状结构赋予了MXene组分灵活可调、最小纳米层厚可控等优势。

2.2 制备方法

虽然MXene和石墨烯都是二维材料，但是制备的方法却不相同。石墨烯可以通过天然的石墨剥离获得[17]，而MXene的制备更为复杂。目前，MXene主要通过刻蚀法来制备，刻蚀法一般直接使用氢氟酸或者其他的强酸刻蚀MAX相中的A原子层，之后又采用相对温和的盐酸和氟化锂替代氢氟酸[18]。但氢氟酸有一定的危险性，而且氟元素和二维材料的表面结合并不稳定，所以近年来MAX相的刻蚀工艺研究倾向于去氟化，更注重安全性和环保性。而为了更好地利用MXene的二维结构，在完成刻蚀后需要对MXene进行剥离操作，得到单片层的MXene，所以单层MXene的制备方法也需要关注。

2.2.1 氢氟酸刻蚀法

在早期的实验中，研究者利用盐酸和硫酸等酸性较强的无机酸刻蚀MAX相，效果并不理想。Naguib等[2]利用氢氟酸刻蚀MAX中的A层，制备出多层的MXene，氢氟酸刻蚀法便成了制备MXene的主流方法。当选用氢氟酸作为刻蚀剂时，它会破坏MAX相材料中元素A与M之间的强化学键，在MAX相中M—A键是金属键，相比于M—X键具有更强的化学活性，因此可以在不破坏M—X键的情况下破坏M—A键，选择性地刻蚀A层。比如当利用氢氟酸对Ti3AlC2 MAX相进行刻蚀时，由于Ti—C键的强度要大于Ti—Al键，所以去除Ti3AlC2中的Al层更加容易。但是高浓度的氢氟酸作为刻蚀剂具有极高的危险性，从而限制了其更大规模的应用。因此，开发安全、温和的刻蚀体系至关重要。

2.2.2 原位生成氢氟酸刻蚀法

为了开发更安全、温和的MXene制备方法，一些研究人员使用盐酸和氟盐作为刻蚀剂，原位生成氢氟酸刻蚀MAX相中的A层，Ghidiu等[19]使用氟化锂和盐酸混合溶液的方法进行刻蚀，通过加入去离子水洗去废酸得到MXene。除了氟化锂，还有其他用于制备MXene的氟盐，如NH4HF2和FeF3。Halim等[20]提出使用NH4HF2产生氢氟酸刻蚀，NH4HF2刻蚀剂反应条件温和，并且在刻蚀过程中NH4+离子会插入到MXene的片层中间，且有助于后续MXene的剥离。使用NH4HF2刻蚀得到的MXene材料比氢氟酸直接刻蚀得到的层间距更加均匀，得到的MXene间隙更大。尽管NH4HF2刻蚀过程反应条件温和，但是反应时间很长，导致剥离后的产物重新团聚。

原位生成氢氟酸刻蚀法相较于直接使用氢氟酸刻蚀法的危险性减小，刻蚀反应也更温和。氟盐作为刻蚀剂刻蚀得到的MXene具有尺寸大、缺陷少并且含氟量低的优点。并且由于刻蚀过程中阳离子的插层增大了层间距，便于后续的结构调控。

2.2.3 无氟刻蚀法

当使用含氟刻蚀剂制备MXene时，氟元素的存在可能会对环境和人体产生危害。因此后续开发了无氟的合成方法，包括浓碱刻蚀法和电化学刻蚀法。

浓碱刻蚀法是基于在精炼铝土矿工业中的拜耳法，使用浓碱从MAX相中选择性刻蚀A层。比如Li等[21]受了NaOH提取铝土矿中铝单质工艺的启发，用高浓度的NaOH在270 ℃下成功刻蚀了MAX相得到多层MXene。采用NaOH刻蚀也可以避免由于反应过度导致MXene结构的腐蚀，该方法使生成的MXene表面没有氟基团，所以具有更好的表面活性。以路易斯碱反应为原理，利用熔融盐中的阳离子使得MAX相中的A层被氧化去除也可以得到多层的MXene。Li等[22]通过MAX相和路易斯酸性熔融盐在550 ℃下通过置换反应合成了基于Zn的MAX相和表面无氟元素和氯元素的MXene。

电化学反应的原理是在无氟电解质中，对MAX相施加恒定电压刻蚀A层，制备出不含氟基团的MXene[23]。因为键能强度的原因，当M—A键全部腐蚀后会腐蚀M—X键，所以电化学法对反应时间、反应电压和电解质浓度的要求很严格[24]。以Ti3AlC2 MAX为例，这种方法还会伴有Al、Ti共同腐蚀的副反应，生成的Ti2C（OH)2xClyOz会阻碍反应的进一步发生[25]。电化学法需要加入电解质来促进反应的进行，生成的MXene表面会有电解质中的基团，所以可以利用这一点通过选择合适的电解质来调控MXene表面的功能基团。

如上所述，目前研究了许多不同的刻蚀方法来制备MXene：氢氟酸刻蚀法操作简单，但高浓度的氢氟酸对人体和环境都会产生危害。原位生成氢氟酸刻蚀法的刻蚀过程较为温和，可以产生尺寸较大、缺陷较少的薄片。以上两种方法制得的MXene都含有氟基团，而无氟刻蚀法可通过避免引入氟基团改善MXene的表面性能。虽然MXene的制备方法种类很多，但均无法实现MXene的大规模生产。因此未来需要开发新的制备技术，以实现MXene从实验室转向大规模生产和商业化。

2.2.4 单层MXene制备

单层MXene与多层MXene相比具有更高的比表面积、良好的亲水性和丰富的表面化学特性等优势。想要得到单层MXene需要对多层MXene进行插层和剥离处理。MXene剥离的关键在于消除多层MXene的片层之间较强的相互作用力，在层间插入有机分子或者无机离子是弱化层间作用力和扩大层间距的有效方法。Mashtalir等[26]使用二甲基亚砜（DMSO）作为插层剂插入MXene片层间隙，搅拌混合后将胶体离心，得到的固体在水中超声处理，将MXene剥离形成稳定的胶体溶液。实验证明MXene具有类似石墨和粘土的流变性、亲水性和可塑性，可以被多种有机分子插层，但是并不是所有的有机分子都可用于插层和剥离多层MXene。虽然DMSO对Ti2C3Tx MXene具有良好的插层效果，但是对V2CTx、Mo2CTx等其他类型的MXene的插层效果不显著。Naguib等[27]利用四丁基氢氧化氨（TBAOH）处理MXene，在室温下发现TBAOH会使MXene粉末发生显著的自发膨胀，削弱层与层之间的键能作用，再经过搅拌或者轻微的超声作用就会导致MXene的剥离。除了有机插层物，无机插层剂也可以剥离MXene。比如LiCl作为插层剂，通过Li+来增大层间距，减弱范德华力使得MXene在超声处理后剥离成为单层的MXene纳米片[28,29]。

2.3 性能

MXene的组成、结构和加工条件决定了MXene的性能[30]。MXene是由MAX相选择性刻蚀得到的，所以不同的刻蚀工艺会得到不同性能的MXene。同时MXene自身的结构也会影响其性能，例如MXene的尺寸大小对MXene的导电性有影响；化学成分、刻蚀条件和后处理会影响MXene的稳定性等。

2.3.1 力学性能

MXene结构中的M—X价键结合能较强，赋予了其较为优异的力学性能，表现出抗弯刚度高的特点。与同样厚度的石墨烯相比，MXene的弯曲强度要更强[31]，所以MXene能够用于复合材料中作为增强材料，另外还可以通过表面功能化提高MXene的力学性能。密度泛函理论预测了MXene中的M2X的硬度和强度比M3X2和M4X3都要高，这是由于MXene的单层和块状之间存在差异，并且这种差异是Mn+1Xn层中的电子密度造成的。最薄的Ti2C单层膜比Ti3C2和Ti4C3有更高的杨氏模量，能达到597 GPa[32]。

2.3.2 稳定性

材料越稳定，其使用寿命越长，大多数情况下MXene纳米片需要在水中分散，得到的胶体溶液常被用作制备薄膜或者直接涂敷，所以需要研究MXene分散液的稳定性。Shein等[33]运用第一性原理得出，MXene的晶格能一般为负值，说明MXene可以在室温常压下稳定存在。但由于MXene的六方晶系结构，其表面会暴露大量的金属原子，导致MXene有很高的化学势。因此MXene在脱氧和干燥环境中相对稳定，但是遇水和氧气会不稳定[34]。研究表明，MXene分散液在常温下15 d后会发生100%氧化，这主要因为水中的溶解氧会将其氧化成TiO2锐钛矿[35]。氧化过程也和MXene片层尺寸有关，尺寸更小的纳米片更容易被氧化，少层的比多层的更易被氧化。MXene的稳定性还取决于制备工艺，高品质的MXene稳定性高[2,36]。因此，在MXene的制备和应用过程中需要考虑MXene氧化对其性能的影响并采取适当的防氧化措施，例如将MXene保存在无氧脱气水中或干燥空气中[37⇓~39]或使用抗氧化剂，将分子接枝到MXene表面[40]。

2.3.3 电性能

在MAX相中，元素A通过金属键与元素M和X相连，键的断裂会引起电子重排。当选择性刻蚀掉A元素时，与其相连的化学键断裂，而以共价键的形式相连的M和X原子被禁锢在层中。层间相对独立，仅通过范德华力弱连接，电子仅在层内移动而不会转移到层外，这极大程度上提高了电子迁移率。MXene的导电性受金属元素M的影响较大，钛基MXene导电性类似于金属，但是钼基的MXene表现出半导体的性质[41]。此外表面官能团的种类也会影响MXene的导电性，在含—O官能团的MXene中，如Ti2CO2，表现出半导体的性质；在含—F官能团的MXene中，如Ti2CF2，显示出全金属性[42,43]。所以，MXene表面的官能团类型以及功能化程度会对MXene的电学性质有重要影响。除了表面基团，MXene片层结构也对导电性有影响，MXene超高的比表面积使得Ti3C2Tx MXene制备的薄膜电导率超过11 000 S·cm-1[44]。

MXene的导电性还取决于其制备工艺，较少的缺陷和较大的纳米片尺寸使其导电性更优异。对多层MXene来说，层间的插层物质以及其本身排列的整齐程度也会影响其导电性能，插层物质越少，纳米片的排列就会越整齐，其导电性也更好。Alhabeb等[45]发现，采用较温和的方式（HCl/LiF刻蚀）制备的MXene的尺寸较大且具有更高的导电能力。所以选用大尺寸MXene、提高取向度等方法，都可以提高MXene的电学性能[46⇓~48]。

2.3.4 MXene的溶剂分散性和可加工性

MXene丰富的表面基团以及多层二维结构，使其具有优异的溶剂分散性和可加工性，因此多层MXene可以被有机分子（肼 [49]、尿素[50]、二甲亚砜[51]等）和金属阳离子（K+、Na+、Li+等[3]）插层。将多层MXene在水或有机溶剂中进行超声处理或手动摇晃可以促进其分散和悬浮，所得产物是一种水性MXene胶体分散体。分散后的单层MXene具有相对较高的比表面积和更优异的电性能、机械性能、光学性能和磁性，可用于增强聚合物基复合材料的性能。如Shen等[49]通过使用不同的插层剂获得了三种MXene，并将其在水中剥离。研究表明三种MXene呈现不同分散性、光化学稳定性以及表面特性，这些发现为MXene在水体系中的分散和光化学稳定性提供了依据。但是MXene纳米片在水和氧气的存在下氧化较快，在实验或生产过程中需将剥离后的MXene纳米片收集、干燥并储存在真空或惰性气氛中，以避免其氧化。但是干燥后的MXene继续在水溶液中分散后，其剥离性能会受到影响。Seyedin等[52]提出了溶剂交换的方法，将单层MXene保存在各种有机溶剂中，保持其稳定、非氧化和无聚集，在需要时再将其转移到水中，这种方法可以保证MXene剥离的高效性。

MXene分散液的表面基团的类型和浓度会影响胶体稳定性、流变性能和成膜行为[53]。分散液的表面张力和附着力主要取决于所选载体溶剂（分散介质）的特性，以及MXene和溶剂之间的相互作用。MXene分散液也属于复杂的流体，由于MXene纳米片在分散液中的几何约束，分散液对施加的应力或应变表现出复杂的机械反馈[53]。MXene的浓度及其纵横比是影响其流变行为的最重要因素，单层MXene分散体由于较大的纵横比，在增加浓度时其粘度会大幅度上升，这就限制了分散液中MXene的含量。例如较低浓度的MXene分散液会表现出高弹性行为，有助于消除工艺过程中施加的机械力，适用于旋涂或喷涂的加工方法[54]。因此调整MXene分散液的胶体稳定性和流变特性等对MXene的可加工性十分有利。

2.3.5 其他性能

除了良好的力学性能和电性能外，MXene是一种理想的阻燃剂[8]，将MXene作为阻燃剂掺入复合材料中可以很大程度上提高材料的阻燃效果。Wang等[55]开发了新型高防火安全棉织物（MXene/CCS/@CF），结果表明MXene/CCS/@CF的极限氧指数高达45.5%，焦炭长度仅为33 mm。同时，其峰值放热率降低66%以上。MXene/CCS@CF的炭层具有较高的石墨化程度，其保护层中不仅有碳，还有二氧化钛(TiO2)。一方面，TiO2可以催化CCS的炭化[56,57]，另一方面，这些TiO2颗粒填充在炭化层的裂缝中，从而有助于形成更凝聚的保护层，抑制气体和热量的交换[58]。

MXene也具有优异的储存锂离子的能力[59,60]，经常被用作锂电池的电极材料。以MXene和纺织材料结合制备的柔性电容器，相对传统电容器具有柔性和循环稳定性的优势。Inman等[61]采用多层沉积和浸涂法结合的方法将MXene包覆在棉织物表面制成电极，再将棉花浸泡在LiCl/PVA凝胶电解质中作为电解质层，组装成超级电容器为无线电子设备供电。由此可见，基于MXene的高性能柔性电容器在可穿戴传感器和便携电子设备领域展现出广泛的应用前景。

MXene具有与金属相当的低的中红外发射率（19%），在热伪装方面显示出巨大的潜力[62]。因为MXene可以通过简单和低成本的方法进行处理，如喷涂、纺丝、溶液共混和原位聚合，而无需金属的高温溅射等复杂工艺，所以MXene是金属在红外热伪装领域的理想替代品。

MXene对紫外-可见-近红外波段电磁波有极高的吸收率，可以实现辐射加热、光热转换等应用，是可穿戴辐射加热装置、光加热器的替代品。Lan等[63]利用涂层法将MXene附着在聚酰胺织物的一面，利用MXene低的红外发射和光热转换能力实现了辐射加热和光热加热，制成具有不对称结构的复合织物实现热管理功能。

3 MXene基功能纺织复合材料的制备方法

MXene具有优异的溶剂分散性、可加工性以及表面丰富的官能团，且可以在水、N,N-二甲基甲酰胺等极性溶剂中均匀分散，这使得MXene和纺织材料的结合有多种多样的方式，比如涂层法、静电纺丝法、湿法纺丝法、Biscrolling（双滚动）法及3D打印等，可以有效将MXene负载到纺织材料上。如表1所示，总结了部分基于MXene的功能纺织复合材料的制备方法、材料、结构和应用方向。

3.1 涂层法

涂层法由于易于加工、高的可扩展性和低成本的优势，常用于纺织品基底上涂覆导电纳米材料。常见的导电材料包括石墨烯[17]、碳纳米管[64]、金属纳米线[65]、导电聚合物[66]和MXene[67]等，可被用于涂覆纤维、纱线、织物等制备导电纺织品。MXene在纺织品表面的涂覆，首先需要制备均匀的MXene分散液，然后根据合适的方法对纺织基材进行浸渍[68]、浸轧[69]、喷涂[70]等处理，再通过蒸发去除溶剂，在纺织品表面形成导电涂层。现有研究表明，MXene已成功在纤维、纱线和织物（如棉[71]、聚酰胺纤维[72]、涤纶[73]）在内的几种天然和合成纺织材料表面成功得到导电涂层，并实现了在传感器、电磁屏蔽、超级电容等领域的应用。

3.2 静电纺丝

静电纺丝是一种在高电场条件下，利用聚合物溶液或熔体制造出具有控制形态和尺寸的非织造纤维网和排列整齐的连续纳米纤维阵列的工艺[74]。迄今为止，在纺丝机理、各种纳米纤维组件的制备、同轴静电纺丝以及溶胶-凝胶与静电纺丝的结合等方面取得了很大进展[75]，这种方式可以生产出纳米级直径的聚合物细丝。由于静电纺丝的纤维直径在几百纳米量级，加入的纳米材料不均匀分散会使纤维形成串珠结构，因此，制备均匀分散的纺丝液是静电纺丝的关键[76]。如图2所示，将MXene作为导电填料混入纺丝液中通过静电纺丝的工艺便可制备出含有MXene的复合纤维膜，如Gogotsi等[77]将MXene分散液进行超声获得了平均横向尺寸为300 nm的MXene纳米片，通过静电纺丝制备了MXene/PAN纳米纤维膜。但是加入高含量的导电填料会增加纺丝液的导电性，在高压下可能导致短路甚至产生电弧[78]。因此，通过传统的静电纺丝方法很难获得高负载量的MXene复合纤维。如Mayerberger等[79]和Sobolčiak等[80]采用静电纺丝制备了MXene复合纤维，但是MXene的含量均<1 wt%。由于纤维中的MXene纳米片被聚合物链包围分隔，所制备的MXene复合纤维导电性较差。为了解决这类问题，一方面可以通过添加其他填料，建立混合导电网络或增强MXene之间的连接性，既能增强导电性，又能提高其力学性能，如Zou等[81]通过静电纺丝制备了银纳米颗粒掺杂的聚丙烯腈/MXene复合纤维膜，该纤维膜具有高导电性、柔韧性和热稳定性；Sobolčiak等[80]将MXene和纤维素纳米晶体同时加入聚乙烯醇纺丝液，既赋予纤维膜高导电性又赋予良好的力学性能。另一方面可利用涂层法和静电纺丝法结合的方式提高MXene的附载量，如Li等[82]使用涂层法制备了涂覆有MXene的织物，以此织物作为静电纺丝生成的纳米纤维膜的收集器，再利用MXene和聚丙烯腈制备的溶液进行静电纺丝，最后制成的织物具有更强的导电性能。

3.3 湿法纺丝

湿法纺丝的过程是将纤维挤出到非溶性的溶剂中，工艺温和，加工温度低，一直是生产不能熔融纺纤维的首选方法[83]。利用高浓度胶体分散体的相变能力在凝固浴中转化为凝胶纤维组装体和固体纤维，是长期连续大规模生产纤维的通用途径[84]。由于MXene分散液的胶体特性，液晶态的纯MXene分散液可以直接用于湿法纺丝。分散度和浓度较大的MXene片材，在溶致液晶相中表现出高度稳定的胶体性质，Eom等[84]利用这一特性制备了具有高导电性的纯一维MXene纤维，并且可以实现大规模生产。湿法纺丝过程的剪切流变行为有助于MXene纳米片沿纤维轴向排列，获得高取向纤维，如Li等[47]使用扁平旋转喷嘴诱导的薄片取向和快速流动驱动取向制备了取向密集的MXene纤维电极。但是以上方法使用的是剥离的MXene纳米片，留下大量未剥离的多层MXene。在MXene分散液制备过程中也需要严格控制工艺参数，这会造成加工制造的困难和原料的浪费，因此He等[85]利用大量未剥离的MXene纳米片组成的致密悬浮液，通过长时间的剪切方法将MXene纳米片有序地排列成液晶相，从而在湿法纺丝的工艺下形成超致密的纤维。

聚合物和其他纳米材料的加入可以使MXene分散液在低浓度的情况下提高MXene的可纺性，并能提高MXene的附载量。Wu等[86]通过湿法纺丝的方法制备出CNTs/MXene热塑性聚氨酯混杂纤维；Yang等[87]通过湿法纺丝的方法使MXene纳米片有序排列在石墨烯液晶模板之间，制备了MXene/石墨烯纤维，其中MXene的质量分数达到了95 wt%。另外，聚合物的加入可为制备长纤维提供条件，如图3所示，Cheng等[88]通过超声法将MXene固体粉末均匀分散在凯夫拉酸溶液中，实现连续的湿法纺丝生产出连续的长纤维。

利用湿法纺丝的方法制成纤维膜后，通过不同干燥方法即可获得气凝胶，如Li等[89]通过对Ti3C2Tx MXene纳米片进行湿法纺丝、超临界二氧化碳干燥制备了具有高导电性的MXene气凝胶纤维，具有高导电性和优异的光吸收能力。

3.4 其他方法

除了以上常用的方法外，也可以直接将MXene的分散液混合到其他溶液中制备成薄膜，再通过物理拉伸的方法制备成纤维状纺织材料。比如Hasan 等[90]先将聚偏二氟乙烯溶解，并与MXene进行混合，制备了含有MXene的纳米复合膜。将这种纳米复合膜滚压在导电聚乙烯（CPE）圆柱形棒上制成预制体，用热拉伸技术将预制体拉成纤维。Biscrolling法是典型的直接将难纺或不可纺的功能性纳米材料集成入纤维的方法，可以针对MXene和碳纳米管（CNT）的复合且可以有效实现MXene的高附载[91]。Yu等[92]首次使用Biscrolling法制备了具有阿基米德螺旋结构的MXene/CNT纤维，MXene含量高达95 wt%。Wang等[93]将MXene/DMF分散液滴涂到CNT薄膜上，通过Biscrolling法将CNT薄膜加捻成MXene/CNT纱线，MXene含量最高可达98 wt%。但是，由于CNT的纱线长度有限，CNT制备成本较高、条件苛刻，限制了该方法更广泛的应用前景。

随着3D打印技术的发展，使用含MXene的混合油墨进行打印也是制备纺织材料的重要途径之一。Cao等[94]使用TEMPO(2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基)氧化纤维素纳米纤维(TOCNFs)和MXene制备混合油墨，并将其3D打印成纺织品。这种混合油墨表现出良好的流变性能，可以实现快速印刷和精确的结构调控。

4 MXene基功能纺织复合材料的结构

不同的制备方法影响MXene纺织复合材料的结构，而结构决定了纺织复合材料的性能。将MXene与纺织材料结合后可以赋予纺织复合材料优异的力学性能、电学性能等，以及不同的功能性。MXene基功能纺织复合材料的性能与其结构密切相关，可将其结构分为包覆式结构和嵌入式结构以及两者的混合结构。包覆式结构可以通过简单的涂覆使MXene完全包裹在纤维或织物表面。嵌入式结构分为全嵌入式结构和半嵌入式结构，全嵌入式结构可以采用纺丝的方法将MXene嵌入纤维内部，而半嵌入式结构是在全嵌入式结构的基础上将部分MXene渗透在纤维之间进行连接。为了增强功能复合纺织材料的性能，也可同时使用两种或以上的方法，形成混合结构。

4.1 包覆式结构

包覆式结构是指将MXene经过涂覆或原位生长等方式结合在纺织材料表面，形成完全包裹的状态。MXene表面含有丰富的—F、—O、—OH官能团使其呈负电性，可以与具有亲水性和带正电荷的纤维基体通过静电、氢键等相互作用进行组装包覆。MXene包覆层可提高纺织材料的力学性能和电学性能等，同时这种包覆结构不宜太紧密，以保证纺织复合材料的舒适性和透气性。

MXene纳米片在较高压力下表现出增强的附着力和摩擦力且具有高表面活性，有利于增强纺织复合材料的界面结合能力，并利用MXene与纺织材料间的互锁结构提高纺织材料的力学性能。Chen等[95]将MXene接枝到碳纤维表面，将碳纤维包裹从而提高碳纤维和环氧树脂之间的界面结合强度；Liu等[96]在碳纤维上包覆一层皱起的MXene层，改变了碳纤维的表面粗糙度，增强机械互锁能力，提高了碳纤维之间的连接强度。

基于MXene优异的导电性，当其包覆在纺织材料表面时可以形成连续的导电层，赋予纺织材料优异的导电能力。He等[97]将MXene纳米片均匀稳定地沉积在海藻酸钠（SA）纤维和阻燃粘胶纤维（FRV）混合并纬编的织物表面，将织物完全包覆，提高织物的导电性，并且制备的织物可以实现多种功能。这种包覆结构在为纺织材料提供优异的力学性能和电性能的同时，也为其带来了不同的功能性的应用，MXene的高导电性和纺织材料本身的可拉伸和压缩的孔隙等结构结合可以提供传感性能、电磁屏蔽性能等。Zheng等[98]将MXene包覆在多孔非织造布表面形成褶皱的包覆层，以此展示出优异的压阻传感性能和良好的电磁干扰屏蔽性能。Monastyreckis等[99]用MXene水分散液喷涂环氧树脂和玻璃纤维，在表面包裹形成一种压力应变传感涂层；如图4所示，Liu等[11]将MXene涂覆在棉织物上，为织物提供了良好的力敏性，使这种压力传感织物能够用作柔性压力传感器。除此以外，借助于MXene本身特殊的层状结构，当MXene膜包覆在纺织材料表面时可以应用于选择性分子运输，实现海水淡化的作用[100]。

4.2 嵌入式结构

嵌入式结构是指将MXene渗入纺织材料（如聚偏氟乙烯[101]、聚己内酯[102]、聚丙烯腈[103]、聚氨酯[104]、芳纶纳米纤维[105]）之间或者通过纺丝等方法将MXene嵌入到纤维的内部，而这种嵌入式结构又可分为全嵌入式结构和半嵌入式结构，这两种结构通过将自身或者其他纺织材料桥接以形成良好的导电性，增强力学性能。

当MXene嵌入纺织材料之间形成半嵌入式结构时，其可以作为桥梁增强纤维与纤维间的粘附力，以此增强力学性能，如Qian等[106]将MXene和碳纳米管涂覆在玄武岩纤维上并渗入纤维之间，增强了相邻纤维之间的交界面粘附力，提高复合材料的抗拉强度和抗弯强度。MXene自身大的表面积可以在其嵌入纤维之间时增大纤维间的接触面积，改善纤维的吸附能力，增强纺织材料内部的机械互锁，Xu等[107]在碳纤维表面将二维的MXene和一维的碳纳米管相嵌套连接，增强了碳纤维之间的界面结合能力。

而MXene完全嵌入材料内部时构成全嵌入式结构，形成连续的应力传递作用，提高材料的强力，Sobolčiak等[80]通过静电纺丝的方法将MXene和纤维素晶体嵌入聚乙烯醇纤维内部，在MXene和纤维素晶体的协同作用下，提高了纤维的模量和拉伸强力；Duan等[108]将MXene通过雾化沉积到碳纤维织物表面，并被热塑性聚氨酯通过热压的方式包覆，MXene层嵌在材料中间，增强材料的拉伸和剪切强力，该纺织材料在多次弯曲和释放循环后能保持优异的电阻稳定性和柔韧性；Xie等[109]以单层MXene纳米片（d-Ti3C2Tx）作为一种“砖”的嵌入，利用芳纶纳米纤维（ANF）的线性结构作为“砂浆”将嵌入的“砖”进行连接，制备的纤维纸，MXene提供大的比表面积保证了应力的传递，提高了纺织材料的强度。

MXene在纺织材料中无论是全嵌入式结构和半嵌入式结构都是通过相互连接形成连续的导电通路，或构建三维导电网络提高其导电性。Qin等[110]将MXene纳米片和乙烯磺酸盐混合制成高性能智能纤维，其中MXene的嵌入在材料中形成的三维网络结构提供了更多的活性位点和离子传输通道，这些协同效应有助于提高纤维的电性能；Xiang等[111]将MXene直接通过共价键和π-π相互作用嵌入到石墨烯、碳纳米管制成的纤维中，形成的三维交联导电网络，提高了电子传输能力，以增强纤维的导电性；Lee等[112]将MXene作为到导电填料嵌入到垂直排列的碳纤维中，这种有序和分散的MXene在织物中形成三维网络，从而增强了织物的导电性。

MXene因其二维结构极易在纺织材料内部形成多孔、多层、泡沫及孔隙结构。所以MXene的嵌入为纺织材料提供优异的力学性能和电性能的同时，也为纺织材料赋予了功能性，如传感、电磁屏蔽等。如图5所示，Zhu等[113]将MXene嵌入到竹纤维素纤维中，使纤维内部形成泡沫孔洞，利用MXene优异的导电性和形成的孔洞结构，实现了压阻传感器的应用。Zhang等[114]将MXene和胶原纤维（CFF）共混后冷冻干燥制备了CCF/MXene复合气凝胶，MXene的嵌入使气凝胶内部的孔隙增多，并提供了优异的导电性，实现了压力传感器的应用。

4.3 混合结构

为了使纺织材料实现所需要的应用，有些研究者会将包覆式结构和嵌入式结构结合起来，形成一种混合结构，在纺织材料外层包覆MXene的同时，将MXene嵌入到材料内部。

MXene的尺寸大小对其导电性和力学性能的影响较大，大尺寸的MXene更易包覆在纺织材料表面构建包覆层，但是由于MXene之间的作用力较弱，小尺寸的MXene不易连接，更适合嵌入纺织材料内部，Uzun等[115]制备了大小两种尺寸的MXene，将大尺寸的MXene嵌入到内部，小尺寸的MXene包覆在纤维表面，借此提高了MXene的附载量，为纱线提供更好的导电性的同时形成了稳定的力学性能，保证了其柔性和可编织性。

纯MXene的纤维是特殊的混合结构，因为MXene可以形成液晶相，可以制成具有有序微观结构和增强性能的纤维，而这种纤维表面和内部均由MXene组成，既将纤维完全包裹又嵌入了纤维内部。Usman等[116]添加纤维素纳米晶体诱导稀MXene分散体中的液晶相，增强MXene片之间的相互作用力，使得MXene纤维形成致密的结构；He等[117]以氧化石墨烯和MXene制成混合纤维。两者由于都是片层结构，相互包覆和嵌入，实现了电子的快速传输，显著提高了纤维的导电性能。

除了纺织材料微观结构的包覆和嵌入，还有两种纺织材料之间宏观结构的包覆和嵌套，Guo等[118]将MXene微球嵌入到聚氨酯纤维中作为多孔传感的核心，再制备了具有微结构的MXene护套，将两者嵌套在一起制备了拥有高应变灵敏度和宽传感范围的应变传感器。

5 MXene基功能纺织复合材料的应用

MXene具有独特的二维结构、高比表面积、优异的力学、电学性能以及低的中红外发射率，其复合材料具有轻量化、高强度、柔性等特点，同时兼具良好的电导率、电容储能、电磁屏蔽等功能。因此，MXene纺织复合材料在传感器、超级电容器、电磁屏蔽等领域均表现出良好的应用前景。

5.1 传感器

人们对智能纺织品的关注日益增长，智能纤维和纱线的需求也在提高，基于织物和纤维材料的纺织品传感器由于其具有良好的透气性和舒适的柔软性，而且可多角度拉伸、压缩和弯曲，符合人体可穿戴特点，已成为近年来研究热点。MXene纺织复合材料有良好的导电性、力学强度和韧性，将其制成纤维或纱线织入衣服、手环等，可实现监测、传感等综合性功能。

MXene涂覆在纺织材料表面时，可以形成导电层，赋予纺织材料导电性，并且这层MXene可表现出褶皱的外观，在形变下引起电阻变化，实现应力变化下传感。Zhang等[119]将用涂层法将MXene涂覆到平纹棉织物上，在棉织物表面形成包覆式结构，构成互联的导电网络，制作成应变传感器可以监测手指弯曲和脉搏跳动；如图5所示，Fan等[120]用浸渍法将MXene组装在具有中空结构的水肺织物上，MXene既包覆在织物表面又嵌入了织物内部形成了混合结构，得益于MXene的高导电性和优异的力学性能，实现了高灵敏度、响应时间快速、高稳定性的传感。

为了提高传感器的工作灵敏度和实现宽检测范围，单一的MXene已经不能满足应用的需求，当二维的MXene和一维结构的材料相结合，建立三维导电网络结构，可以进一步提高导电性，所以研究人员尝试利用碳纳米管、银纳米线等一维材料提高MXene纺织复合材料的性能。Xu等[121]用涂层法将MXene覆盖在碳纳米管层的顶部，形成包覆结构，构建了导电通路，同时MXene和碳纳米管连接嵌套，提高力学性能。制成了具有宽传感范围(150%)、高灵敏度(GF=26 438)、快速响应速度(响应/恢复时间为60/71 ms)和高耐久性(>1000次循环)的柔性传感器；Dong等[122]以多孔电纺丝热塑性聚氨酯垫为骨架，将MXene和碳纳米管覆盖在骨架上，以包覆式结构在骨架表面形成导电层，制备的传感器实现宽监测范围和高灵敏度。可以用于人体运动监测，从微小的面部表情、呼吸、脉搏跳动到大规模的手指和肘部弯曲等；Wu等[123]受藕纤维连接结构的启发，采用大宽高比的碳纳米纤维作为导电桥连接MXene纳米片，MXene嵌入碳纳米纤维之间构成半嵌入式结构，可以为离子、电子的传输提供通道，通道的变化会影响材料的电子离子传输速率而引起电阻变化，制成的传感器具有高灵敏度和宽检测范围。

研究人员采用添加其他二维导电材料也可以提高纺织材料的导电性并构建特殊结构提高传感器的灵敏度和实现宽的监测范围。Taromsari等[124]采用MXene、石墨烯纳米片组成的双组分材料体系来解决多模态和灵敏度缺陷。MXene和石墨烯纳米片之间互相包覆、嵌套的协同作用提供了较高的测量范围。尺寸更小、导电性更好的MXene颗粒嵌入材料内部形成局部脆性区域，在较低应变范围内提供了更高的导电性和灵敏度。

由于MXene表面官能团（如—O、—F和—OH）含有大量的活性位点，可以通过吸附具有挥发性的有机分子（如NH3、乙醇、丙酮、苯、二甲苯、H2S、SO2等）引起体系电阻的变化，所以除了传统的应力应变传感器外，电化学生物传感器也是MXene纺织复合材料的主要传感用途之一。如图6所示，Lee等[125]利用MXene的这一特性将制备的MXene/氧化石墨烯纤维制成气体传感器，用于有害气体和气体浓度的监测。

5.2 能量传输、储存和转化

在可穿戴电子设备领域中储能器件是极其重要的一部分，开发柔性、轻质、高性能的储能器件以满足柔性电子器件的功能需求是研究重点之一。二维材料在可充电电池领域的发展非常迅速，因其开放的二维通道有助于电子传输，并能赋予材料表面可接触性，从而实现快速电荷存储和容量增加。高纵横比和优异的力学性能使MXene可应用在制备电极材料、超级电容以及摩擦纳米发电机等可穿戴领域以实现能量的存储和转化。

MXene多样的储锂机制表明这种材料可以表现出比其他二维材料更加优异的储锂行为。Wang等[126]将钨酸盐和MXene混合后进行湿法纺丝，得到的光纤可以作为锂和钠离子电池的高效纤维电极，MXene的嵌入构筑导电框架与钨酸盐的三维互联形成快速离子传输通道结合，实现了高效赝电容能量存储，表现出优异的倍率能力和出色的长期循环性能。

具有有序传输通道和高速电子动力学多孔框架的异质结构纤维的先进设计是高性能纤维基超级电容器的基础。Sun等[10]利用Ti—O—Mo键使得MoS2阵列与MXene光纤桥接，实现了大的表面积，高的孔隙率，具有良好的界面导电性，有利于电荷的扩散。MoS2-MXene光纤具有2028 F·cm-3的超大电容可实现可穿戴手表、发光二极管、电风扇、玩具船和自供电器件的稳定供电。借助MXene纳米片的二维层状结构构建电子传输通道和表面活性基团可以提高纺织材料的导电性、比电容等，实现电池性能的提高。Zhang等[127]以MXene作芯，多孔沸石咪唑盐框架多面体壳加载在芯上制成纤维。MXene在纤维内部形成嵌入式结构，构成有序的多孔通道和大的表面积为电子转移提供路径，实现了优异的体积电容和循环稳定性；Li等[128]在MXene纳米片改性的碳纤维上电沉积了Fe2O3纳米片，MXene包覆在碳纤维表面，且嵌入了Fe2O3之间，借助Fe2O3与MXene上的末端官能团之间的相互作用，提高了导电性能，增强了电子扩散路径，提高电容性能。

能量转化也是MXene基纺织材料的研究方向之一。实现可穿戴设备的自发电可以提高智能服饰和装备的轻便、舒适性。其中摩擦纳米发电机就是实现该想法的途径之一，通过获得稳定的电极和摩擦电层面，以实现摩擦电表面电荷的转移。Fan等[129]以棉织物为基底，通过浸渍的方式使MXene和纤维素纳米纤维包覆在棉纤维表面，MXene相互连接形成导电网络。以这种带有MXene/纤维素纳米纤维涂层的织物为电极层，作为摩擦纳米发电机的电极层。制成的摩擦纳米发电机具有高柔韧性、高稳定性和优异的传感性能。

5.3 电磁屏蔽

当前，电磁污染问题日益严重，发展可穿戴电磁波吸收纤维织物可以减少电磁污染对人体健康的影响有重要意义。随着便携式可穿戴设备的日益普及，轻质、低密度、柔性和优异的力学性能是电磁屏蔽材料开发研究的新方向。在MXene的合成过程中会产生许多缺陷，这些缺陷可以引入界面极化，提高纺织材料的电磁屏蔽性能。其次，MXene丰富的官能团使其更容易与其他材料复合，从而可以实现吸波和屏蔽等性能的改进和控制。第三，较大的层间距会导致电磁波的多次反射和散射。此外，高导电性使MXene基纺织材料具有较强的介电损耗和极化损耗，于是MXene在电磁干扰屏蔽领域得到了广泛的关注和应用，日益成为受欢迎的电磁干扰屏蔽材料之一。

为了实现电磁屏蔽的功能，一方面需要纺织材料具有高导电性，利用MXene的高导电性，将其在纺织品表面简单的涂覆即可使纺织材料获得优异的电磁屏蔽性能。Li等[130]将MXene涂覆在纤维素纤维表面形成包覆式结构，构建有效的导电网络，证明了该材料具有反射为主的电磁干扰屏蔽性能。如图7所示，Wang等[131]通过叶片涂层工艺将MXene涂覆在芳纶纳米纤维上，MXene纳米片包裹在纤维表面构建了连续导电路径提供了优异的电磁屏蔽效果。另一方面需要在纺织材料内部构建特殊的结构使电磁波通过吸收、反射等方式消耗，当MXene与织物结合时，由于织物表面的粗糙以及内部纱线交错产生的层状和多孔结构，可以有效实现电磁波的衰减，实现吸波效果。Zhang 等[132]将磁性纳米颗粒嵌入到MXene纳米片中并以包覆式结构覆盖在碳纤维表面，构建了大规模的磁耦合网络和大量的多异质结界面结构，这使得其具有传导损耗、磁损耗和极化损耗能力。Wang等[133]将制备的串珠状碳化硅纳米线混入MXene中通过抽滤制备了导电纤维膜。MXene将纳米线完全包裹，增强了导电性，而纤维膜内部的串珠结构可以对电磁波折射，从而提高了电磁屏蔽性能。

5.4 其他应用

此外，MXene由于其良好的阻燃性和导电性可以在提高纺织复合材料的阻燃性能同时实现阻燃报警的响应行为。Wang等[55]将MXene和羧甲基壳聚糖涂覆在棉织物上，MXene形成包覆式结构将棉织物包裹，得益于MXene纳米片的热电特性和高导电性，在实现阻燃的同时具有精确的温度感应能力。

随着红外监视技术的飞速发展，热伪装越来越受到人们的重视。由于MXene较低的中红外发射率，几乎与不锈钢相当，使得MXene成为红外隐身材料的选择之一。Chen等[134]将MXene嵌入碳布的孔隙当中制成复合纺织品，并在表面溅射一层很薄的金膜。金属和MXene的协同作用降低复合纺织品的红外发射率，且碳布表面粗糙，大量的入射红外光会被反射和散射，降低红外线的吸收率，从而实现红外线隐身效果。由于织物孔隙通常较大，表面粗糙，其热伪装效果往往不如MXene在表面形成连续薄膜，如Li等[135]利用喷涂的方式在静电纺丝膜的一面喷涂MXene，MXene涂层不但由于其高导电性而表现出优异的光热和低压焦耳热性能，而且由于其低的中红外发射率而表现出良好的热伪装性能。

6 结论与展望

MXene纺织复合材料自2017年以来成为纺织材料的研究热点之一。目前已发展多种MXene纺织复合材料的制备方法，并且开发了很多性能优化策略，比如涂层法、静电纺丝、湿法纺丝、Biscrolling法等。MXene因其优异的导电性、亲水性以及良好的界面结合能力等，与纺织品复合后依然保持良好的透气性、舒适性、柔性等特点，并且符合人体可穿戴和可多角度拉伸、压缩和弯曲等优势，实现多种功能化应用。

针对基于MXene的功能纺织复合材料，目前仍存在很多关键的科学问题有待解决，如图8所示对发展问题和方向进行了总结：（1）MXene纳米片的质量、尺寸和表面官能团决定了纺织材料的部分性能。尤其是力学性能、电性能等。目前，有关大尺寸、均匀性、高结晶性MXene的制备方法仍存在不足。此外单层MXene纳米片的制备条件和产量制约着MXene纺织复合材料的实际应用。因此需要优化发展MXene纳米片的制备技术来提高其产量和质量。（2）MXene分散液是制备基于MXene的功能纺织复合物材料的第一步，但是MXene分散液存在容易氧化、稳定性差等问题。且在加工过程中需要严格控制MXene的剥离工艺，如MXene的分散性、浓度以及溶剂的选择等。但是依旧会剩余大量未剥离的多层MXene造成浪费，所以需要改进MXene的剥离工艺，提高剥离效率，并且寻找更简单更高效的MXene分散液的保存方法。（3）在MXene与纺织材料的组装过程中，MXene因其二维结构会很容易发生褶皱和不规则取向。在纺织材料内部形成孔洞等缺陷结构，降低纺织材料的力学性能和电性能。（4）MXene由于其优异的亲水性，所以与织物结合时需要考虑其耐洗牢度的问题，加强MXene与纺织材料的结合牢度。MXene纳米片之间的界面相互作用很大程度上会影响宏观纺织材料的强度、韧性和电导率，因此提高界面相互作用使MXene纳米片间的应力传递提高，提高材料的综合性能。（5）材料的形貌规整度、形状也是影响材料性能重要因素之一，制备MXene基纤维材料时，其形貌普遍不规整，因而需要进一步提高纤维形貌规整度、均匀度从而提升纤维的性能。（6）目前MXene基功能纺织复合材料的制备仍处于初步研究阶段，需要开发规模适合商业化的复合材料制备策略，推进MXene纺织复合材料的发展。

MXene使纺织复合材料有望成为新型结构功能一体化材料。MXene不仅可以单独制成纤维，还能通过和其他纤维、纱线、织物的复合赋予纺织材料具有导电、传感、电磁屏蔽、光热电热、红外伪装等功能。未来MXene功能纺织复合材料的发展，需要考虑以下几点：（1）发展大尺寸、高质量、高产率MXene纳米片规模化制备技术，开发新的MXene保存技术，提高稳定性；（2）优化MXene分散液的剥离技术，提高剥离效率，寻找MXene分散液适宜的保存条件，减少沉积多层MXene 材料的浪费；（3）开发高取向、低孔隙率的高强度、高电导率MXene复合材料组装新策略；（4）探寻新方法并优化MXene与纺织材料的结合，提高材料的界面结合能力。改善MXene纺织复合材料的可穿戴性，提高材料的柔性和耐久性；（5）针对基于MXene的纤维材料，进一步提升MXene的取向和覆盖均匀度，使纤维形貌规整，取向度高；（6）寻找简单、高效、经济的基于MXene的功能纺织复合材料的产业化方法，且开发多功能的MXene基纺织复合材料，实现同种材料的功能多样化。

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