[发明专利]一种二维碳化钛纤维及其三维支架以及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种二维碳化钛纤维及其三维支架以及其制备方法与应用，属于Tisubgt;3/subgt;Csubgt;2/subgt;Tsubgt;x/subgt;Mxene材料技术领域。该纤维的制备方法包括：将Tisubgt;3/subgt;Csubgt;2/subgt;Tsubgt;x/subgt;Mxene凝胶作为微流体芯片的内流体与所述微流体芯片的外流体同时连续挤出纺丝；外流体包括铵盐水溶液和壳聚糖水溶液中的至少一种；内流体和外流体的挤出速度分别为10‑100μL/min和60‑160mL/h。该方法实现了Tisubgt;3/subgt;Csubgt;2/subgt;Tsubgt;x/subgt;MXene纤维长度和直径的可控制备，所得的纤维力学性能良好，并可构建三维有序支架结构。所得的Tisubgt;3/subgt;Csubgt;2/subgt;Tsubgt;x/subgt;MXene纤维三维支架用途广泛，具有良好的细胞相容性，尤其适用于培养人源神经母瘤细胞。

技术领域

本发明涉及Ti₃C₂T_xMxene材料技术领域，具体而言，涉及一种二维碳化钛纤维及其三维支架以及其制备方法与应用。

背景技术

MXene是2011年由美国德雷塞尔大学的YuryGogotsi教授与Michel W.Barsoum教授等人合作发现的新型二维材料，它是一种由过渡金属M元素、碳/氮原子和其上的T表面管能团组成的类二维材料，通式为M_n+1X_nT_x。目前发现的MXene总共有近70多种，包括Ti₃C₂T_x、Ti₂C₁T_x、V₂CT_x、Nb₂CT_x、Nb₄C₃T_x、Ti₄N₃T_x等，因其优异的导电性、高的力学性能、大的比表面积和良好的生物相容性，而在储能、电子、传感和生物医用等领域引起广泛关注。将MXene组装成宏观材料，是实现MXene产业化应用的重要研究方向。

但目前的制备方法制备出来的Ti₃C₂T_xMxene纤维直径不可控、力学性能低，难以进一步构建成三维有序支架结构。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种二维碳化钛纤维的制备方法，该方法简单，易操作，可制备得到直径可控，力学性能较佳的微米级Ti₃C₂T_xMxene纤维。

本发明的目的之二在于提供一种Ti₃C₂T_xMxene纤维三维支架的制备方法。

本发明的目的之三在于提供一种由上述制备方法制备而得的Ti₃C₂T_xMxene纤维三维支架。

本发明的目的之四在于提供一种上述Ti₃C₂T_xMxene纤维三维支架的应用，例如在生物医用、电磁屏蔽、储能器件、电子器件、传感器件或催化器件中应用。

本发明是这样实现的：

第一方面，本发明提供一种二维碳化钛纤维(微米级)的制备方法，包括以下步骤：将Ti₃C₂T_xMxene凝胶作为微流体芯片的内流体与微流体芯片的外流体同时连续挤出纺丝；

外流体包括铵盐水溶液和壳聚糖水溶液中的至少一种；