近日,東方電氣集團所屬東方研究院與哈爾濱工業大學院士團隊合作,在二維納米材料MXene的可控制備與應用領域取得重要進展。相關研究成果在材料類國際知名期刊《Nano-Micro Letters》(影響因子:31.6)發表。

相關成果以《From Coils to Crawls: A Snake-Inspired Soft Robot for Multimodal Locomotion and Grasping》為題,東方研究院陳仲博士與哈爾濱工業大學赫曉東院士、彭慶宇教授為共同通訊作者。
MXene是一種新型二維過渡金屬碳氮化物,作為一種高導電性、大比表面積、豐富表面官能團以及優異機械性能的二維材料,在儲能、智能傳感、柔性驅動、電磁屏蔽和生命醫學等領域展現出巨大的應用潛力。
然而,MXene薄片易聚集、堆疊且穩定性較差的問題,極大地限制了實際應用。東方研究院長期致力于先進微納米(金屬、陶瓷、聚合物)材料的開發與應用研究,聚焦MXene材料持續開展攻關。
技術突破:從材料到應用的全面創新
近日,雙方采用化學刻蝕與物理剝離相結合的技術,成功制備出高穩定性單層MXene材料,并創新性將其與纖維素納米纖維(CNF)復合,開發出可直接印刷的高性能MXene基導電油墨。

MXene基導電油墨材料研制與性能分析
基于這一材料突破,團隊設計并制造出具有螺旋結構的智能軟體機器人,具有智能抓取功能、多模態運動能力、環境適應性等技術亮點。這一研究成果為二維納米材料MXene的制備與實際應用開辟了新途徑,尤其是在柔性軟體機器人領域具有重要價值。
前景廣闊:從互聯封裝到柔性電子與生命醫藥的多元化發展
東方研究院在MXene材料應用領域的突破性研究,為該材料在多個重要領域的產業化應用開辟了廣闊前景。

MXene基智能軟體機器人多模態運動
半導體互聯封裝領域:利用MXene優異的導電性和可印刷特性,可開發新一代高密度互連材料;利用MXene基油墨實現微米級精密印刷,提升封裝器件的性能和可靠性。
柔性電子領域:MXene基油墨可打印或噴涂于各類柔性基底,實現柔性電路的規模化制備;其薄膜導電性優于傳統材料,開發可拉伸、可彎曲的MXene基柔性傳感器和電子器件應用于智能穿戴設備、電子皮膚等領域;制備柔性一體化膜電極,推動柔性儲能器件的發展。
生命醫藥領域:開發基于MXene的微型醫療機器人,實現在血管、腸道等狹窄空間的精準診療,還可應用于微創手術輔助設備,提升手術精準度和安全性;利用其生物相容性,開發新型藥物遞送系統和生物傳感器。

東方研究院微納材料研發團隊
東方電氣與哈工大院士團隊的聯合研究成果,充分展現了在微納米材料領域的研發實力。面向未來,東方電氣將重點聚焦新材料產業領域,加強與國內外頂尖高校及科研機構協同創新,持續加大研發投入,布局前沿材料技術儲備,不斷提升自主創新能力,打造具有國際競爭力的技術優勢,為我國戰略性新興產業的高質量發展提供強有力的材料支撐和創新動力。