Nano Res.[能源]│南京邮电大学赵强/李建民/李炳祥教授:基于Fe²⁺交联MXene纤维的多功能电子纺织品

随着科技的飞速发展，可穿戴电子设备正深刻改变着人机交互、便携式储能及个性化医疗等领域的发展格局，重新定义了人与技术的互动模式。然而，当前可穿戴设备普遍面临佩戴舒适性欠佳、可持续能源供给不足、环境适应性有限等关键瓶颈，制约了其进一步普及与升级。电子纺织品作为融合电子功能与传统纺织品特性的新型材料体系，凭借其天然的透气性、皮肤贴合性以及与服装结构的无缝集成能力，被认为是解决上述跨学科挑战的理想方案。而功能纤维作为电子纺织品的核心功能单元，其性能直接决定了电子纺织品的综合表现。因此，开发兼具优异电子功能与纺织级加工性能的先进功能纤维，已成为可穿戴电子领域的研究焦点。在众多功能材料中，二维过渡金属碳/氮化物（MXene）凭借其优异的金属导电性和丰富的表面化学特性，成为制备下一代功能纤维的热门候选材料。MXene的亲水表面使其可形成高浓度分散液，进而构建取向向列液晶相，为湿纺法连续制备MXene纤维提供了可能。但MXene纳米片层间固有的弱范德华力相互作用，导致其纤维的机械强度和韧性不足，难以承受纺织加工过程中的反复弯曲、拉伸和编织，且传统增强策略往往会牺牲材料的导电性能，陷入“导电-强度”的两难困境。

针对MXene纤维的性能瓶颈，研究团队提出了一种Fe²⁺辅助动态组装策略，通过Fe²⁺离子与Ti₃C₂T_x MXene表面官能团的配位桥联作用，成功实现了MXene纤维结构与功能的协同增强，制备出兼具超高机械强度和优异导电性的多功能Ti₃C₂T_x MXene纤维。在湿纺过程中，Fe²⁺离子作为界面介质，可紧密桥联相邻的Ti₃C₂T_x纳米片，使制备的纤维形成致密有序的结构，构建出高度规整的电子传输通道。测试结果显示，这种Fe²⁺交联的MXene纤维有效突破了传统MXene纤维“导电-强度”的性能权衡难题。该多功能MXene纤维在可穿戴领域展现出广泛的应用潜力：在热管理方面，其具有优异的焦耳加热效应，可快速升温满足可穿戴保暖需求；在储能领域，纤维具备出色的赝电容储能容量，基于该纤维制备的纤维状超级电容器性能优异，超越多数已报道的MXene基纤维器件；在电磁防护领域，将该纤维编织成可编程网格结构的纺织品后，可实现良好的电磁干扰屏蔽效果。综上，该研究为高性能多功能纤维的制备提供了可行路径，有望为下一代智能电子纺织品及集成可穿戴系统的发展注入新动力。

Fe²⁺交联MXene纤维赋能多功能可穿戴电子纺织品示意图。

赵强，南京邮电大学教授、博士生导师、国家杰青，研究领域为有机电子学、柔性电子学，重点围绕高性能有机与柔性电子材料的结构设计、器件制备及其系统集成开展研究工作，取得了一系列国际上有重要影响的创新成果。到目前为止，作为通讯或第一作者在Nature Communications、Science Advances、Journal of the American Chemical Society、Advanced Materials、AngewandteChemie International Edition等国内外知名期刊发表高质量论文200余篇。

李炳祥，南京邮电大学教授、博士生导师、国家高层次青年人才项目获得者、国家人社部高层次人才项目获得者、江苏省光通信工程技术研究中心主任、南京邮电大学电子与光学工程学院&柔性电子（未来技术）学院副院长、软物质跨学科研究团队负责人。博士毕业于美国肯特州立大学先进材料与液晶研究所，长期从事液晶软物质的结构、物性、效应和操控等方面的基础研究和应用开发，以第一作者或通讯作者身份在Nature Communications、Advanced Materials、Light: Science & Applications等国内外知名期刊发表学术论文60余篇。主持国家高层次青年人才项目、国家人社部高层次人才项目、国家重点研发计划专项课题、国家自然科学基金面上项目等。常任Nature Communications、Physical Review Letters等国际知名期刊审稿人，担任《液晶与显示》、《Responsive Materials》等学术期刊青年编委。

李建民，南京邮电大学教授、硕士生导师、中国光学学会终身会员、中国材料学会高级会员、中国激光杂志社青年编委。针对电化学器件柔性化、多彩化及快速响应中所面临的问题，开展了大量的材料探索和基础研究，意图将其与服装结合，构建具有可控变色功能的储能器件并用于智能服装和柔性可穿戴设备；迄今，在Advanced Materials、Chemical Society Reviews、Advanced Energy Materials、Nano Energy、Energy Storage Materials、Journal of Materials Chemistry A、Energy & Environmental Materials等国际权威期刊上发表论文30余篇；申请中国发明专利5项，已授权3项；多次受邀在国内外学术会议上作邀请报告；长期担任Advanced Materials、ACS Nano、Inorganic Chemistry、Advanced Theory and Simulations等期刊独立审稿人。

Fei W, Wang X, Miao C, et al. Fe²⁺-crosslinked MXene fibers for multifunctional electronic textile. Nano Research, 2026, https://doi.org/10.26599/NR.2026.94908426.

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