电磁屏蔽材料必须在不过度增加重量或不牺牲耐久性的前提下阻挡不需要的信号。传统方案包括金属、导电聚合物和碳基材料，但它们可能重量大、柔韧性差或成本高。研究人员正在探索兼具优异导电性以及实际应用所需强度和柔韧性的复合材料。

一种有前景的路线是将二维过渡金属碳化物和氮化物（MXenes）与纳米纤维素结合。纳米纤维素是一种源自天然生物质的轻质材料。MXene 具有优异的导电性和化学稳定性，但仅由 MXene 制成的薄膜往往较脆。加入纳米纤维素可提高机械强度，同时保留屏蔽电子设备免受电磁干扰所需的电学性能。

材料结构如何改变电磁屏蔽行为

中国北京林业大学马明国（Ming-Guo Ma）教授领导的研究团队发表了一篇关于 MXene/纳米纤维素复合材料的系统性综述，考察其结构、制备方法和增强机制如何影响性能。

研究人员识别出一维纤维、二维层状薄膜和三维网络之间的重要差异。致密薄膜主要通过反射阻挡电磁波；多孔气凝胶则更有利于吸收，因为电磁波可进入互连结构并与导电表面相互作用。水凝胶可提供反射与吸收之间更均衡的组合。层状设计，包括三明治结构、Janus 结构以及受自然启发的结构，为调控屏蔽行为提供了额外途径。

构建更强、更柔韧的材料

提升耐久性并不只是将 MXene 片层与纤维素纤维简单混合。该综述考察了多种增强方法，包括氢键、纤维缠结和金属离子交联等物理相互作用。化学技术则借助聚多巴胺或 PMDI 等试剂引入更强的共价键。

将可逆物理键与永久化学网络结合，可制备出强度、韧性和稳定性更高的材料。研究人员还比较了多种制造技术，从溶液混合、真空过滤到 3D 打印、冷冻干燥、静电纺丝和逐层组装。每种方法在机械性能、屏蔽效能和制造复杂度之间都有不同权衡。

大规模应用前仍需改进的环节

尽管实验室结果令人鼓舞，仍有若干障碍。MXene 生产需要更环保的合成方法，复合材料也必须在长期暴露于湿度和高温环境时保持性能。在保持机械与电学性能一致的同时放大制造工艺同样面临挑战。

未来研究可能将屏蔽能力扩展到从吉赫兹到太赫兹的更宽频率范围，同时引入磁性或温度响应组分。此类进展可支持智能屏蔽材料，使其根据条件变化调整电磁行为。

通讯作者马明国教授表示，该综述提供了连接制备方法、增韧机制和结构架构的整体视角，将极大推进高性能 MXene/纳米纤维素电磁屏蔽复合材料的合理设计与实际应用。

Qi Liu, Jia-Qi Lang, Lei Chen, Chuanyin Xiong, Xiufu Hua and Ming-Guo Ma, Flexible multifunctional MXene/nanocellulose nanocomposites for mechanical and electromagnetic shielding performance, Nano Research, 30 August 2026, DOI: 10.26599/NR.2026.94908889