二维（2D）纳米材料与块体材料相比，比表面积高、表面化学多样，具有极好的电、化学、物理和机械性能，很容易组装成纳米结构。将2D的氧化石墨组装成一维（1D）的碳基纤维是将纳米材料宏观化的一个重要进展。石墨烯纤维展示出轻量、机械柔性、弯折性、可拉伸性以及可以编织进织物的性能，可以作为新一代智能电子。2D纳米片宏观组装成1D纤维的一个实用方法是湿法纺丝，通过纺丝液的凝胶化及凝固浴的固化成纤维可以实现连续大规模的制备。
2011年首次报道的一种新型2D过渡金属碳/氮化合物MXene具有杰出的电导率、热导率、机械性能和化学性能，有很广泛的潜在应用。目前，已经报道了一些MXene纤维化的文章，但是纤维的电导率并没有完全被利用，即1D MXene纤维的电导率没有展示出2D MXene纳米片的高电导率性能。而将纯MXene通过湿法纺丝的方法制备出纤维的挑战在于MXene片层较小，层间作用力差，导致其自支撑结构差。此外，制备MXene分散液时浓度还比较低难以直接成纤维。
为了解决难以制备纯MXene纤维的问题，韩国汉阳大学的Tae Hee Han教授课题组近日报道了一种通过湿法纺丝法实现连续可控制备的无添加剂、无粘合剂、无复合的超高电导率（S cm-1）的MXene纤维。该研究成果以“Large-scale wet-spinning of highly electroconductive MXene fibers” 为题发表在《Nature communications》上（见文后原文链接）。
【图文解析】
解析：利用LiF/HCl湿法刻蚀法将Ti3AlC2MAX中的Al刻蚀掉，经过后续的水洗离心过程制备出大片的Ti3C2Tx MXene纳米片，通过湿法纺丝的限域作用，有序制备出米级的纯MXene纤维。
解析：MAX相Ti3AlC2是块体结构，通过上述的湿法刻蚀法得到少层/单层的2D纳米片层结构，并且由SEM和AFM图可看出MXene的片层尺寸较大，所使用的纺丝MXene纳米片的平均横向尺寸为2.26±0.95 μm。
解析：研究发现MXene表面具有丰富的表面官能团，有利于其稳定的分散在水介质中。在高浓度(25 mg mL-1)下，MXene分散体形成粘度为3.87 x 103 Pa s的粘性油墨，没有出现固体颗粒和分散介质的团聚和相分离现象。MXene从16 mg mL-1的浓度开始就可以形成液晶，显示出双折射现象。在流变学研究中，MXene的粘度随着浓度的增加而增加，剪切速率的增加而降低；剪切应力在初始阶段明显减小，之后随剪切速率的增大而增大，表明剪切变形诱导随机取向的MXene片有序化。图3i表征出储能模量与损耗模量之比（G’/G’’）与纤维可纺性之间的关系。
解析：MXene纺丝液在含NH4离子的凝固浴中容易凝胶化成纤维，固化成型。这种方法制备出了1米多长的MXene纤维。从纤维的SEM图可以看出具有致密的层层堆叠结构及有序排列形貌。高导电的MXene纤维可以点亮LED灯及替代耳机线。
解析：本文制备出的纯MXene纤维，电导率（7713 S cm-1）分别约是MXene/石墨烯杂化纤维的107（72.3 S cm-1）、27倍（290 S cm-1），是MXene/PEDOT:PSS纤维（1490 S cm-1）的5倍。
【总结】
作者应用湿法纺丝法大规模制备出纯MXene纤维，解决了其片层间力不足、浓度低而不易大规模纤维化的问题。纯1D MXene纤维充分利用了2D MXene纳米片的高电导率，显示出超高的电导率，有望用于柔性、便携、可穿戴的微型电子设备。
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