Aerogeles de MXene secos al ambiente y sin disolventes dirigidos por interacción hidrofóbica

El secado al ambiente y sin disolventes (APD) de aerogeles MXene robustos y multifuncionales a gran escala sigue siendo un desafío significativo. Presentamos una estrategia de ensamblaje dirigida por interacción hidrofóbica entre MXene, quitosano (CS) y glutaraldehído (GA) para diseñar aerogeles con mecánica-hidrofobicidad programable. La reducción selectiva de grupos amino de CS suprime las fuerzas capilares durante el APD sin disolventes, resultando en un aumento del 4,477% en la resistencia a la compresión en comparación con los aerogeles MXene convencionales. La afinación de la composición proporciona funcionalidad electromagnética conmutativa: 25.6 wt.% de CS genera una efectividad de blindaje de microondas de 76 dB, mientras que 67.4 wt.% produce una absorción de microondas de banda ancha de 6.4 GHz, que es comparable a los mejores aerogeles MXene. Los aerogeles MXene APD también exhiben una protección térmica excepcional, caracterizada por un índice de oxígeno limitado récord del 60%, excelente aislamiento térmico, integridad estructural confiable a altas temperaturas y una alta eficiencia en la capacidad de advertencia temprana de incendios, superando los monolitos nanostructurados reportados previamente. Este trabajo ofrece una ruta general, escalable y sin disolventes para ensamblar MXene y otros aerogeles no estructurados con mecánicas y funcionalidades integradas, avanzando su aplicación en sistemas aeroespaciales y energéticos.