近期，澳门太阳集团6138先进材料研究院团队特聘研究员魏竟江博士以第一作者，王清远教授、山东大学曾志辉教授、武汉理工大学傅正义院士为共同通讯作者，澳门太阳集团6138为第一单位，在复合材料领域中科院一区TOP期刊《Composites Part A-Applied Science and Manufacturing》（IF=9.463）发表题为“Hofmeister Effect-Inspired Ti3C2Tx MXene-Based Robust, Multifunctional Hydrogels” 的高水平文章。
具有高强度、韧性和导电性等功能的水凝胶在软机器人、可穿戴设备和人机界面等领域的应用越来越广泛。天然的生物材料，如人体肌肉，具有强大的功能(刺激反应能力和自愈能力)和优异的力学性能。因此，向自然学习可以为当代科技挑战提供许多有远见的解决方案。Hofmeister效应是指盐离子对蛋白质溶液具有沉淀作用的天然现象，受此启发已有部分工作制备了高机械性能的水凝胶，但是兼具机械性能和功能性的水凝胶的设计制备依然是一项挑战。
为解决上述挑战，在本文中，受Hofmeister效应的启发，利用冷冻和盐析方法的协同作用，结合过渡金属碳化物/氮化物(MXene)和聚乙烯醇(PVA)制备出了具有良好的机械强度、韧性和高导电性的水凝胶，并作为多功能应变传感器（实时监测肢体运动、柔性书写键盘、水下摩斯密码传输器）来应用。此外，高导电性的MXene与富水多孔结构、充足的MXene-PVA界面协同作用，使得该水凝胶在厚度为1.5-8.5 mm时具有43-93 dB的可控高电磁干扰屏蔽效能。该工作简便、可扩展的制备方法设计出的坚固、超柔性和导电的多功能水凝胶，可用于物联网、下一代可穿戴电子产品、电磁保护和智能设备。该研究得到国家自然科学基金、澳门太阳集团6138引进人才科研启动基金的资助。
图1 Hofmeister效应启发Ti3C2Tx MXene/PVA复合水凝胶的制备说明
图2 MXene/PVA复合水凝胶作为应变传感器的多功能应用
图3 MXene/PVA复合水凝胶的电磁干扰屏蔽效能
论文链接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1359835X23002026
