武科大网讯 近日，我校理学院教授王玉华团队在MXene材料的压敏性能及在压力传感器方面的应用领域取得了重要进展。该团队系统总结了MXene材料在多功能压力传感器中的研究进展，统计分析了复合材料设计与结构优化对传感性能的影响。相关成果发表于一区Top期刊《Chemical Engineering Journal》。理学院应用统计硕士研究生金悦湉为该论文第一作者，王玉华为通讯作者，我校为论文第一单位。
MXene是一种新型二维过渡金属碳/氮化物，具有高导电性、优异的机械柔性和丰富的表面官能团。其独特的层状结构使其对外界压力极为敏感，能够将压力信号高效转化为电阻变化。与石墨烯、黑磷等传统二维材料相比，MXene在稳定性、可加工性方面表现更优，尤其在潮湿或高温环境下仍能保持性能稳定，这为柔性传感器的实际应用奠定了基础。MXene传感器在医疗监测、智能穿戴、软体机器人等前沿领域的应用潜力。
然而，其易氧化、层间堆叠等问题限制了实际应用。研究团队介绍了MXene与聚合物、金属衍生物等复合的策略，并介绍了薄膜、气凝胶、纤维等多级结构，可以提升传感器的灵敏度和循环稳定性。还从传感器的传导机制和评价参数等方面详细介绍了压力传感器的性质，以及其宏观结构对其性能产生的影响。基于MXene的压力传感器可实时监测人体脉搏、关节运动等生理信号，并在极端环境下保持稳定性能。
王玉华表示：“我们系统地揭示了MXene微观结构与宏观传感器性能的关联机制，MXene的复合材料和结构设计可以实现压力传感性能的定向优化。该研究为MXene材料的规模化生产和实际应用提供了理论指导，为智能穿戴设备、软体机器人等领域提供了关键技术支撑。”
该团队的研究研究不仅揭示了其独特的导电网络结构和机械性能对传感性能的提升机制，为高性能柔性传感器的设计提供了新思路，还系统总结了MXene基复合材料的协同增强效应。这些成果不仅为MXene基压力传感器的性能优化提供了理论依据，也为未来研究指明了方向，包括开发新型MXene复合材料体系、优化器件结构设计以及推动产业化应用研究等。（理学院）
