熱能補充是全球能源消費的主要形式，占最終能源需求總量的一半以上。能源危機和環境退化帶來的挑戰促使人們將熱能獲取策略從化石燃料資源轉向可再生能源。盡管如此，風能、潮汐能和地熱能等可再生能源存在顯著的局限性，包括地理限制、適應性差和效率低下，阻礙了它們的廣泛應用。解決這些局限性需要綜合的熱能管理方法，涵蓋熱能的收集、轉換和儲存。在此背景下，太陽能轉換技術作為一種有前景的途徑，用于利用豐富的太陽能，具有轉換效率高、操作簡單和成本效益好的優點。特別是，相變材料（PCMs）在太陽能熱系統中起著關鍵作用，因為它們能夠在相變過程中吸收和釋放大量熱能，有效緩解太陽能間歇性、分散性和效率限制帶來的挑戰。然而，基于PCM的太陽能熱系統在實際應用中面臨泄漏、低熱導率和缺乏固有太陽能轉換能力等障礙。克服這些挑戰對于充分釋放PCM基太陽能熱系統在推進可持續能源解決方案方面的潛力至關重要。
通過多孔介質吸附、微膠囊化和靜電紡絲等封裝技術實現PCM的定形，是一種有效減輕泄漏風險的策略。在支撐材料中，三維（3D）多孔支架因其直接的封裝過程和較高的封裝效率而備受關注。過去十年中，碳泡沫、合成聚氨酯泡沫和氣凝膠等材料被廣泛用于制備定形復合相變材料（CPCMs）。然而，復雜的制造工藝導致生產成本增加，并產生大量有毒副產物和污染物，對可持續發展原則構成重大挑戰。因此，迫切需要開發既有效又可持續的3D多孔支架，具有易于制造和環保的特點。幸運的是，生物體中的精細結構激發了替代合成封裝基質的開發。木材作為一種自然設計的典范，具有精心排列的結構，如空心管胞、管胞元素和用于高效水和離子傳輸的膜孔，從宏觀尺度到納米尺度具有層次孔隙率，使其成為一種極具前景的功能材料。除了眾所周知的液體吸收和流體過濾作用外，木材還是封裝PCM的有力候選材料。
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圖1. 由植酸和MXene修飾的木氣凝膠支撐的復合相變材料的制備示意圖
解析
圖1內容概述：
圖1展示了由植酸（Phytic Acid, PA）和MXene修飾的木氣凝膠作為支撐材料，制備復合相變材料（Composite Phase Change Materials, CPCMs）的示意圖。這一示意圖直觀地描繪了從原材料處理到最終復合材料制備的整個過程。
制備過程解析：
木氣凝膠的制備：
原材料選擇：以輕質木材（如巴爾沙木）為初始原料，這種木材具有生長迅速、細胞結構獨特的特點。
脫木素處理：通過在酸性亞氯酸鈉溶液中煮沸，選擇性去除木材中的木素，同時保留半纖維素和纖維素。這一步驟顯著提高了木材的滲透性，暴露了更多的羥基（-OH）基團，有利于后續的功能化修飾。
干燥處理：經過脫木素處理后的木材通過冷凍干燥，形成木氣凝膠，其具有定向的多孔結構和優異的表面張力及毛細管力。
MXene/植酸雜化修飾：
MXene的引入：MXene是一種二維層狀材料，具有優異的熱導率、光吸收能力和阻燃性能。通過蒸發誘導自組裝方法，將MXene和植酸（PA）共同修飾在木氣凝膠表面。
雜化結構形成：植酸與MXene形成氫鍵，增強了MXene在木氣凝膠表面的附著力和穩定性，形成了MXene/PA雜化結構。這種結構不僅提高了木材的表面親水性，還賦予了木材額外的功能特性。
復合相變材料的制備：
真空浸漬：將修飾后的木氣凝膠（MPxDW）浸入聚乙二醇（PEG）中，通過真空浸漬技術，使PEG填充到木氣凝膠的孔隙中，形成復合相變材料（MPDWPs）。
封裝效果：MXene/PA雜化結構和木氣凝膠的微孔結構共同作用，有效防止了PEG在熱儲存過程中的泄漏，提高了復合材料的形狀穩定性和可靠性。
功能特性與優勢：
高熱導率：MXene的引入顯著提高了復合材料的熱導率，達到了0.82 W/m·K，是純PEG的4.6倍。
高潛熱：復合材料具有高潛熱值（135.5 kJ/kg），封裝效率高達91.5%，能夠在至少200次加熱和冷卻循環中保持熱穩定性和耐久性。
太陽能轉換效率：復合材料展現出優異的太陽能-熱能-電能轉換效率，高達98.58%。
阻燃性能：MXene/PA雜化結構顯著提高了復合材料的阻燃性能，表現出自熄行為。
電磁屏蔽性能：復合材料還具備優異的電磁屏蔽性能，屏蔽效能達到44.45 dB，有效緩解了電磁波帶來的健康危害。
應用前景：
這種由植酸和MXene修飾的木氣凝膠支撐的復合相變材料，在太陽能熱能收集、建筑節能、電子設備熱管理以及電磁屏蔽等領域具有廣闊的應用前景。其多功能性和優異的性能特點，使其成為解決能源危機和環境問題的一種潛在有效方案。
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圖2. a MAX和b多層MXene的掃描電子顯微鏡（SEM）圖像。c MAX和MXene的X射線衍射（XRD）圖譜。d MXene的透射電子顯微鏡（TEM）圖像及縮略圖中的光學圖像。e MXene的原子力顯微鏡（AFM）圖像。f MXene對應的AFM高度剖面圖。g 示意圖展示MXene懸浮液中快速蒸發水觸發的MXene納米片自組裝過程。
解析
這段文字描述了圖2中展示的一系列關于MAX和MXene材料的微觀結構表征圖像及其說明。以下是對各部分的詳細解析：
圖2a和b：SEM圖像
MAX：圖2a展示了MAX材料的掃描電子顯微鏡圖像。MAX是一類具有層狀結構的陶瓷材料，通常作為制備MXene的前驅體。
多層MXene：圖2b展示了多層MXene的SEM圖像。MXene是通過從MAX材料中選擇性蝕刻掉A元素（如鋁）而得到的二維過渡金屬碳化物或氮化物，具有優異的電學、熱學和力學性能。
圖2c：XRD圖譜
MAX和MXene的XRD圖譜：X射線衍射（XRD）是一種用于分析材料晶體結構的技術。圖2c展示了MAX和MXene的XRD圖譜，通過比較兩者的衍射峰位置和強度，可以分析MXene制備過程中晶體結構的變化。
圖2d：TEM圖像及光學圖像
MXene的TEM圖像：透射電子顯微鏡（TEM）能夠提供材料的高分辨率圖像，圖2d展示了MXene的TEM圖像，可以清晰地看到MXene納米片的層狀結構。
光學圖像：縮略圖中的光學圖像提供了MXene懸浮液的整體外觀，有助于直觀理解MXene的分散狀態。
圖2e和f：AFM圖像及高度剖面圖
MXene的AFM圖像：原子力顯微鏡（AFM）能夠提供材料表面的三維形貌信息，圖2e展示了MXene的AFM圖像，可以觀察到MXene納米片的表面粗糙度和形貌特征。
高度剖面圖：圖2f是MXene對應的AFM高度剖面圖，通過測量納米片表面的高度變化，可以進一步分析MXene的形貌和厚度。
圖2g：自組裝過程示意圖
自組裝過程：圖2g是一個示意圖，展示了MXene懸浮液中快速蒸發水觸發的MXene納米片自組裝過程。在這個過程中，隨著水的蒸發，MXene納米片之間的相互作用增強，導致它們自組裝成有序的結構。這種自組裝過程對于制備具有特定結構和性能的MXene基復合材料具有重要意義。
總結
圖2通過SEM、XRD、TEM和AFM等多種表征技術，詳細展示了MAX和MXene材料的微觀結構和晶體結構特征。同時，通過示意圖直觀描述了MXene納米片的自組裝過程，為理解MXene的制備和性能提供了重要的實驗依據和理論支持。
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圖3 橫截面和縱截面視圖中，負載有MXene和植酸（PA）的木質氣凝膠（MP10DW）的場發射掃描電子顯微鏡和能量色散X射線光譜圖像。c 圖展示了PA在形成穩定MXene混合結構中的作用示意圖。d 原始木材（RW）、脫木質素木材（DW）、僅負載MXene的木材（M10DW）和同時負載MXene與PA的木材（MP10DW）的照片。e RW、DW和MP10DW的傅里葉變換紅外光譜（FTIR）和f X射線衍射（XRD）圖譜。
解析
這段文字描述了一個科學研究中關于木質氣凝膠負載MXene和植酸（PA）復合材料的微觀結構和化學成分分析的部分。下面是對各個部分的詳細解析：
場發射掃描電子顯微鏡（FE-SEM）和能量色散X射線光譜（EDS）圖像：
橫截面和縱截面視圖：這些視圖提供了木質氣凝膠內部結構的詳細信息，包括MXene和PA在木質氣凝膠中的分布情況。FE-SEM圖像可以展示材料的微觀形貌，而EDS圖像則可以顯示材料中元素的分布。
MP10DW：這是指同時負載了MXene和PA的木質氣凝膠樣品。通過FE-SEM和EDS分析，可以觀察到MXene和PA在木質氣凝膠中的均勻分布以及它們之間的相互作用。
PA在形成穩定MXene混合結構中的作用示意圖：
這部分通過示意圖展示了植酸（PA）如何與MXene相互作用，形成穩定的混合結構。PA可能通過氫鍵或其他相互作用與MXene結合，增強了MXene在木質氣凝膠中的穩定性和分散性。
照片展示：
展示了原始木材（RW）、脫木質素木材（DW）、僅負載MXene的木材（M10DW）和同時負載MXene與PA的木材（MP10DW）的外觀。這些照片有助于比較不同處理步驟對木材外觀的影響。
傅里葉變換紅外光譜（FTIR）：
FTIR圖譜用于分析材料的化學成分和官能團。通過比較RW、DW和MP10DW的FTIR圖譜，可以觀察到脫木質素處理和MXene/PA負載對木材化學結構的影響。例如，脫木質素處理可能會去除木材中的某些官能團，而MXene/PA的負載則可能引入新的官能團。
X射線衍射（XRD）圖譜：
XRD圖譜用于分析材料的晶體結構。通過比較RW、DW和MP10DW的XRD圖譜，可以了解脫木質素處理和MXene/PA負載對木材晶體結構的影響。例如，MXene的引入可能會在XRD圖譜中產生新的衍射峰，表明MXene在木材中的成功負載。
總結
這段文字詳細描述了通過FE-SEM、EDS、FTIR和XRD等手段對負載有MXene和PA的木質氣凝膠進行微觀結構和化學成分分析的過程。這些分析有助于理解MXene和PA在木質氣凝膠中的分布、相互作用以及對木材結構和性能的影響。
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圖4 橫截面和縱截面下RWP、DWP、MP2DWP和MP10DWP的場發射掃描電子顯微鏡圖像。c 在25°C和80°C下，PEG和MPDWPs的防泄漏性能評估。d 與文獻[34, 36, 57, 59–62]中其他多孔材料相比，本工作中制備的木質基底的封裝能力。e MP10DW、PEG和MP10DWP的FTIR（傅里葉變換紅外光譜）和f XRD（X射線衍射）圖譜。g 在25°C和80°C下的機械測試照片。
解析
圖4描述
圖4展示了不同處理條件下木質材料的微觀結構和性能評估。具體包含以下幾個部分：
場發射掃描電子顯微鏡圖像：
橫截面和縱截面視圖：圖中展示了原始木質材料（RWP）、脫木素木質材料（DWP）、以及經過MXene和植酸（PA）共修飾的木質材料（MP2DWP和MP10DWP）在橫截面和縱截面下的微觀結構。這些圖像有助于觀察木質材料的孔隙結構、MXene/PA修飾層以及PEG的填充情況。
防泄漏性能評估：
溫度條件：在25°C和80°C下評估了純PEG和MPDWPs（MXene/PA修飾的木質基復合相變材料）的防泄漏性能。
評估目的：通過測試不同溫度下的泄漏情況，驗證MPDWPs在熱儲存過程中的穩定性和可靠性。
封裝能力比較：
對比對象：將本工作中制備的木質基底的封裝能力與文獻中報道的其他多孔材料進行了比較。
比較指標：包括封裝效率、孔隙結構對封裝效果的影響等，以證明本工作中木質基底在封裝相變材料方面的優越性。
FTIR和XRD圖譜：
分析目的：通過FTIR和XRD分析，探究MP10DW、PEG和MP10DWP的化學結構和晶體結構。
分析內容：FTIR圖譜用于分析材料中的化學鍵和官能團，XRD圖譜用于確定材料的晶體結構和相變行為。
機械測試照片：
測試條件：在25°C和80°C下對MPDWPs進行了機械測試，并拍攝了照片。
測試目的：評估MPDWPs在不同溫度下的機械強度和穩定性，以驗證其在實際應用中的可行性。
整體解析
圖4通過多種表征手段全面評估了MXene/PA修飾的木質基復合相變材料的微觀結構、防泄漏性能、封裝能力、化學結構和機械性能。這些結果共同證明了MPDWPs在太陽能熱能儲存和轉換領域的潛在應用價值。具體來說：
微觀結構：MXene/PA修飾層成功沉積在木質材料表面，形成了連續的、穩定的結構，有助于防止PEG的泄漏。
防泄漏性能：MPDWPs在高溫下仍能保持形狀穩定，無泄漏現象，表明其具有良好的熱穩定性和可靠性。
封裝能力：與文獻中其他多孔材料相比，本工作中的木質基底表現出更高的封裝效率和更好的結構穩定性。
化學結構和晶體結構：FTIR和XRD分析證實了MPDWPs中PEG的化學結構和晶體結構未發生改變，表明封裝過程對PEG的性能無負面影響。
機械性能：機械測試結果顯示MPDWPs在不同溫度下均表現出良好的機械強度和穩定性，適用于實際熱能儲存和轉換系統。
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圖5 MPDWPs的DSC（差示掃描量熱法）熱譜圖，包括a冷卻和b加熱過程。c分別為純PEG、DWP和MPDWPs的過冷度。d MPDWPs的焓值。e純PEG、DWP和MPDWPs的縱向和f徑向熱導率。g MP10DWP中熱導率增強的可能機制以及相變過程中PEG鏈的運動
解析
這段文字描述了圖5中展示的一系列關于MPDWPs（經過MXene和植酸（PA）混合修飾的木基復合相變材料）的DSC熱譜圖及其相關性能分析。具體解析如下：
DSC熱譜圖：
a冷卻和b加熱過程：DSC熱譜圖用于分析材料在加熱和冷卻過程中的熱效應，如熔化和凝固。圖5中的a和b部分分別展示了MPDWPs在冷卻和加熱過程中的熱譜圖，這有助于了解材料的相變溫度和熱焓變化。
過冷度：
c部分：過冷度是指材料在冷卻過程中溫度降低到理論凝固點以下仍未發生凝固的現象。圖中展示了純PEG、DWP（未修飾的木基材料）和MPDWPs的過冷度，通過比較可以評估修飾對材料過冷行為的影響。
焓值：
d部分：焓值（ΔH）是材料在相變過程中吸收或釋放的熱量。MPDWPs的焓值數據反映了修飾后材料的熱能儲存能力，對于評估其作為相變材料的性能至關重要。
熱導率：
e縱向和f徑向熱導率：熱導率是材料傳導熱量的能力。圖中展示了純PEG、DWP和MPDWPs在縱向和徑向的熱導率，這有助于了解修飾對材料熱傳導性能的影響。MPDWPs，特別是MP10DWP，由于MXene的加入，熱導率顯著提高，這對于提高材料的熱管理效率非常重要。
熱導率增強的可能機制：
g部分：這部分解釋了MP10DWP中熱導率增強的可能機制，包括MXene納米片在木材細胞壁表面的連續結構形成，這有助于光子傳輸和整體熱導率的提高。此外，還討論了相變過程中PEG鏈的運動，以及修飾如何影響這些運動，從而影響材料的熱性能。
整體而言，這段文字和圖5共同展示了MPDWPs作為相變材料的優異性能，包括其熱穩定性、熱能儲存能力和熱傳導性能，以及MXene和PA修飾對材料性能的顯著提升作用。
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圖6 a DW、PEG和MPDWPs的熱重分析（TGA）和b微商熱重分析（DTG）。通過c焓值、d差示掃描量熱法（DSC）、e傅里葉變換紅外光譜（FTIR）和f X射線衍射（XRD）測量，觀察MP10DWP在200次連續加熱和冷卻循環前后的穩定性和可回收性。
解析
這段文字描述的是圖6中展示的一系列實驗結果，主要關注的是DW（去木質素的木材）、PEG（聚乙二醇，一種常用的相變材料）以及MPDWPs（經過MXene和植酸（PA）共修飾的木材基復合相變材料）的熱穩定性和循環使用性能。具體解析如下：
TGA和DTG分析：
TGA（熱重分析）：用于測量材料在加熱過程中質量的變化，從而評估其熱穩定性。圖6a展示了DW、PEG和MPDWPs的TGA曲線，可以觀察到不同材料在加熱過程中的質量損失情況。
DTG（微商熱重分析）：是TGA曲線的導數，用于更精確地確定材料熱分解的溫度范圍和速率。圖6b展示了相應的DTG曲線，提供了關于材料熱分解動力學的更多信息。
穩定性和可回收性評估：
通過一系列實驗（包括焓值測量、DSC分析、FTIR光譜和XRD衍射）來評估MP10DWP在200次連續加熱和冷卻循環前后的性能變化。
焓值測量（圖6c）：用于量化材料在相變過程中吸收或釋放的熱量，從而評估其熱能存儲能力。通過比較循環前后的焓值，可以判斷材料的熱穩定性。
DSC分析（圖6d）：差示掃描量熱法用于測量材料在加熱和冷卻過程中的相變溫度和熱焓，進一步驗證材料的熱穩定性和相變性能。
FTIR光譜（圖6e）：傅里葉變換紅外光譜用于分析材料的化學結構，通過比較循環前后的光譜，可以判斷材料在循環過程中是否發生了化學變化。
XRD衍射（圖6f）：X射線衍射用于分析材料的晶體結構，通過比較循環前后的XRD圖譜，可以判斷材料的晶體結構是否在循環過程中發生了變化。
實驗目的：
這些實驗的目的是為了驗證MP10DWP作為一種復合相變材料，在經歷多次加熱和冷卻循環后，是否能夠保持其原有的熱性能和化學穩定性，從而評估其在實際應用中的可行性和耐久性。
通過這些分析，研究人員可以全面了解MP10DWP的熱穩定性和循環使用性能，為其在太陽能熱能收集、電磁屏蔽和阻燃等領域的應用提供科學依據。
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圖7 a DW、PEG和MPDWPs的熱釋放速率（HRR）和b總熱釋放量（THR）。c MP10DWP殘炭的掃描電子顯微鏡（SEM）圖像和d能量色散X射線光譜（EDS）映射。e DWP和MPDWPs在垂直燃燒測試中的數碼照片。f MPDWPs可能的阻燃機制
解析
這段文字描述了圖7中展示的一系列關于DW（未改性納米木）、PEG（聚乙二醇，作為相變材料）和MPDWPs（MXene/植酸共改性納米木復合相變材料）的阻燃性能測試結果及分析。
圖7a和b：
HRR（熱釋放速率）和THR（總熱釋放量）是評估材料燃燒性能的重要指標。
圖7a和b分別展示了DW、PEG和MPDWPs在燃燒過程中的HRR和THR曲線，用于比較它們的燃燒行為和阻燃效果。
結果顯示，與未改性的DW和純PEG相比，MPDWPs的HRR和THR顯著降低，表明其阻燃性能得到顯著提升。
圖7c和d：
SEM圖像和EDS映射用于分析MP10DWP（一種具體的MPDWPs樣品）燃燒后殘炭的微觀結構和元素分布。
SEM圖像可以揭示殘炭的形貌特征，如是否形成致密的炭層，這對于評估材料的阻燃性能至關重要。
EDS映射則用于確定殘炭中各元素的分布情況，特別是P和Ti元素（來自植酸和MXene），這些元素在阻燃過程中可能發揮重要作用。
圖7e：
展示了DWP和MPDWPs在垂直燃燒測試中的數碼照片。
垂直燃燒測試是一種直觀的評估材料阻燃性能的方法，通過觀察樣品在燃燒過程中的行為（如是否自熄、燃燒速度等）來評價其阻燃效果。
照片顯示，MPDWPs在燃燒過程中表現出自熄行為，而DWP則持續燃燒，進一步證明了MPDWPs的優異阻燃性能。
圖7f：
提出了MPDWPs可能的阻燃機制。
根據前面的測試結果和分析，可以推測MPDWPs的阻燃性能主要歸因于MXene和植酸的協同作用。MXene納米片可以形成致密的炭層，有效阻隔氧氣和熱量的傳遞；而植酸則可能通過催化成炭和自由基淬滅等機制來抑制燃燒過程。
這種協同作用使得MPDWPs在燃燒過程中能夠迅速形成保護層，減少可燃性氣體的釋放和熱量的傳遞，從而達到阻燃的目的。
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圖8
a. 太陽能轉化為電能的測試系統數碼照片。
b. DWP和MP10DWP的紫外-可見吸收光譜。
c. 在氙燈交替開關過程中，DWP和MPDWPs的溫度變化曲線。
d. 混合改性木材封裝相變材料（PCMs）實現有效太陽能轉化為電能的機制。
e. 在氙燈交替開關過程中，MP10DWP進行10次太陽能轉化為熱能并儲存和釋放的循環。
f. 在模擬多云天氣場景下，使用和不使用MP10DWP的測試系統的電壓波動。
解析
圖8a：太陽能轉化為電能的測試系統數碼照片
內容：展示了用于測試太陽能轉化為電能效率的實驗裝置照片。
意義：通過實際裝置照片，直觀展示了實驗 setup，有助于理解后續實驗數據的來源和實驗條件。
圖8b：DWP和MP10DWP的紫外-可見吸收光譜
內容：比較了未改性木材（DWP）和經過MXene/植酸（PA）混合改性后的木材（MP10DWP）在紫外-可見光區的吸收光譜。
解析：
DWP在可見光區吸收較弱，表明其光熱轉換能力有限。
MP10DWP在整個檢測光譜范圍內表現出高吸收率，特別是在可見光區（390-790 nm）吸收值接近1，表明MXene的引入顯著提高了材料的光吸收能力。
圖8c：在氙燈交替開關過程中，DWP和MPDWPs的溫度變化曲線
內容：展示了在模擬太陽光（氙燈）照射下，DWP和不同MXene含量的MPDWPs（如MP2DWP, MP10DWP）的溫度隨時間變化曲線。
解析：
DWP在照射160秒后溫度未能超過30°C，遠低于其相變溫度，表明其太陽能轉化為熱能效率低。
MP2DWP在相同條件下完成了完整的相變熱儲存過程，峰值溫度達到63.2°C，表明少量MXene即可顯著提升光熱轉換能力。
MP10DWP峰值溫度達到91.4°C，顯示出更高的光熱轉換效率。
圖8d：混合改性木材封裝PCMs實現有效太陽能轉化為電能的機制
內容：闡述了MXene/PA混合改性木材封裝PCMs實現高效太陽能轉化為電能的機制。
解析：
木材的去木質素處理減少了陽光反射，同時暴露的納米木纖維素表面提供了更多的氫鍵結合位點。
MXene納米片在木材表面的沉積形成了連續的導熱和光吸收結構，提高了光熱轉換效率。
封裝在木材孔隙中的PEG通過MXene的高效導熱性快速儲存熱能，實現高效的太陽能轉化為熱能并儲存。
圖8e：在氙燈交替開關過程中，MP10DWP進行10次太陽能轉化為熱能并儲存和釋放的循環
內容：展示了MP10DWP在氙燈交替開關過程中，進行10次完整的太陽能轉化為熱能并儲存和釋放的循環性能。
解析：
MP10DWP在多次循環中表現出穩定的熱能儲存和釋放性能，表明其具有良好的循環穩定性和耐久性。
這對于實際應用中需要長時間、連續工作的太陽能熱能儲存系統尤為重要。
圖8f：在模擬多云天氣場景下，使用和不使用MP10DWP的測試系統的電壓波動
內容：比較了在模擬多云天氣條件下（通過泡沫覆蓋光源模擬云層遮擋），使用和不使用MP10DWP的測試系統的電壓波動情況。
解析：
未使用MP10DWP的系統在云層遮擋時電壓波動明顯，表明其輸出不穩定。
使用MP10DWP的系統在云層遮擋期間仍能保持穩定的電壓輸出，表明MP10DWP能夠有效吸收和儲存太陽能，并在需要時穩定釋放熱能，從而維持系統的穩定運行。
這對于實際應用中需要應對多變天氣條件的太陽能熱能利用系統具有重要意義。
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圖9 a 不同MXene含量的DWP和MPDWPs在X波段對電磁干擾屏蔽效能的影響。b 在12.4 GHz頻率下，與MPDWPs相關的總電磁干擾屏蔽效能（SET）、微波吸收（SEA）和微波反射（SER）的比較。c, d 通過特斯拉線圈對DWP和MP10DWP進行電磁干擾屏蔽測試的數字照片。e MPDWPs電磁干擾屏蔽示意圖
解析
圖9a：不同MXene含量的DWP和MPDWPs在X波段對電磁干擾屏蔽效能的影響
內容描述：該圖展示了未添加MXene的木質氣凝膠（DWP）以及添加了不同含量MXene的木質基復合相變材料（MPDWPs，其中MP代表MXene和植酸共修飾，DWP代表木質氣凝膠，P代表聚乙二醇（PEG）作為相變材料）在X波段（8.2-12.4 GHz）頻率范圍內的電磁干擾（EMI）屏蔽效能。
關鍵點：
隨著MXene含量的增加，MPDWPs的EMI屏蔽效能顯著提高。
未添加MXene的DWP幾乎不具備EMI屏蔽能力。
圖9b：在12.4 GHz頻率下，與MPDWPs相關的總電磁干擾屏蔽效能（SET）、微波吸收（SEA）和微波反射（SER）的比較
內容描述：該圖詳細比較了在12.4 GHz這一特定頻率下，MPDWPs的總EMI屏蔽效能（SET）、微波吸收（SEA）和微波反射（SER）。
關鍵點：
SET是SEA和SER的總和，反映了材料整體的EMI屏蔽能力。
對于MPDWPs，SEA（微波吸收）在SET中占主導地位，表明材料主要通過吸收微波來實現EMI屏蔽。
SER（微波反射）相對較小，說明材料對微波的反射較少，有助于減少二次污染。
圖9c, d：通過特斯拉線圈對DWP和MP10DWP進行電磁干擾屏蔽測試的數字照片
內容描述：這兩張數字照片展示了通過特斯拉線圈產生的電磁場對DWP和MP10DWP（MXene含量為10%的MPDWP）進行EMI屏蔽測試的情景。
關鍵點：
在特斯拉線圈產生的強電磁場中，未添加MXene的DWP無法有效屏蔽電磁波，導致連接的燈泡保持明亮。
相反，MP10DWP能夠顯著屏蔽電磁波，使得連接的燈泡熄滅或亮度大幅降低，直觀展示了其優異的EMI屏蔽性能。
圖9e：MPDWPs電磁干擾屏蔽示意圖
內容描述：該示意圖展示了MPDWPs如何通過其獨特的結構實現EMI屏蔽。
關鍵點：
MPDWPs結合了木質氣凝膠的各向異性蜂窩狀多孔結構和MXene納米片的優異導電性。
木質氣凝膠的多孔結構有助于電磁波在材料內部多次反射和散射，增加電磁波與材料內部的相互作用路徑和時間。
MXene納米片在木質氣凝膠表面的均勻沉積提供了額外的微波吸收界面，通過吸收和耗散電磁波能量來實現高效的EMI屏蔽。
這種協同作用使得MPDWPs在保持輕質和柔韌性的同時，具備了優異的EMI屏蔽性能。
在本研究中，我們創新性地制備了一類具有多功能特性的木基復合相變材料，包括高效的太陽能熱能儲存與轉換、優異的電磁干擾屏蔽和強大的阻燃性能。合成過程采用了一種簡便且環保的方法，即木材脫木質素后通過MXene/植酸（PA）共修飾，利用木氣凝膠的固有各向異性和多功能性來支撐聚乙二醇（PEG）。木基微孔結構以及MXene/PA雜化結構中的親水基團在防止PEG泄漏方面發揮了關鍵作用，這得益于強大的表面張力、毛細作用力和氫鍵。所制備的CPCMs表現出顯著的PEG封裝產率和高的熱能儲存密度，并且在至少200次加熱和冷卻循環中保持了熱穩定性和耐久性。此外，MXene納米片在木氣凝膠表面的戰略沉積顯著提高了太陽能轉換效率（高達98.58%）和X波段的電磁干擾屏蔽效能，最大值達到44.45 dB。此外，PA與MXene的結合還顯著限制了所制備CPCMs的可燃性。特別是MP10DWP表現出自熄行為，關鍵阻燃參數如峰值熱釋放率和總熱釋放量分別降低了37.43%和36.28%。鑒于這些顯著優勢，這種將簡便的MXene和PA雜化木材修飾相結合的多方面方法增強了所得定形復合相變材料的多功能性，有助于擴展其在太陽能收集方面的潛在應用。https://doi.org/10.1007/s40820-024-01414-4
摘自《石墨烯研究》公眾號
