水凝胶是一类柔软灵活并且具有三维（3D）网络结构的高分子聚合物材料。由于具有良好的柔性以及保水能力等特点,目前已经开发出多种类型的水凝胶来满足不同领域的应用要求。然而,传统水凝胶仍然存在导电性较低、力学性能以及生物相容性不佳并且对外界刺激响应单一等缺点,限制其实际应用范围。到目前为止,已经实现多种方法来改善水凝胶的性能并扩展其应用范围。其中,通过向水凝胶网络中引入功能化纳米材料的方法受到研究者的广泛关注,适当功能化纳米材料的存在不仅可以提高水凝胶的导电性,增强力学性能和生物相容性,还能够提供新的功能响应性,使传统水凝胶的局限性得到很大突破。最近,新出现的一类二维（2D）过渡金属碳化物/氮化物材料,称为MXenes,呈现出独特金属导电性、亲水性、良好加工性等性质,因此将二维MXenes纳米片水凝胶化不仅能够在一定程度上保持原有的性能,还可以在原水凝胶体系中引入新的性能,从而实现MXenes基水凝胶材料的多功能化。针对上述问题,本实验采用凝胶化二维MXene纳米片的研究思路,并受生物矿化方法启发成功合成了一种功能化MXene基水凝胶。该MXene基水凝胶既保持了良好的物理特性,同时还实现了优异的应变传感性能,并且可进一步组装成新颖的水凝胶型微波吸收器及太赫兹屏蔽材料。（1）本实验通过HCl-LiF蚀刻方法制备了Ti3C2TxMXene,并结合生物矿化过程将MXene纳米片、聚丙烯酸（PAA）以及无定型碳酸钙（ACC）高效组装成MXene-PAA-ACC复合水凝胶。进一步调控实验参数（例如搅拌速度、搅拌时间以及反应温度等）获得最佳的MXene-PAA-ACC复合水凝胶,之后通过一系列表征证明了该水凝胶的成功形成,并且呈现出典型的多孔结构。（2）通过生物矿化方法制备的MXene-PAA-ACC复合水凝胶具有优异物理特性。MXene-PAA-ACC复合水凝胶呈现出良好拉伸性（～1500%）和快速自修复性。同样,水凝胶具有优异可加工性,并且与单独的MXene薄膜相比,其可以保形地粘附于复杂形状物体表面。除此之外,与具有类液体特征的纯PAA-ACC水凝胶不同,MXene纳米片的引入使MXene-PAA-ACC复合水凝胶存在类固体行为。更重要的是,不同MXene含量的MXene-PAA-ACC复合水凝胶能保持适中电导率(0.1～0.8 S m-1)以及干燥-溶胀再循环性,使其具有应用灵活性和可靠性。（3）进一步使用自组装方法成功制备了MXene-PAA-ACC复合水凝胶基应变传感器,并且该传感器的灵敏度（GF）与MXene含量呈正相关,而传感范围与MXene含量呈负相关。其中,8.5 wt%MXene-PAA-ACC复合水凝胶基应变传感器的最大GF为1.8,测试传感范围约280%。此外,该水凝胶基应变传感器能以低至1%的应变检测到微小变形,即使在500 mm min-1的高拉伸速率下能保持稳定的电阻响应,说明其具有良好的可靠性。最后,MXene-PAA-ACC复合水凝胶基应变传感器可用作识别人体运动的可穿戴设备,不仅可以检测一些大规模和小型人类活动,同样适用于某些先进传感应用。（4）系统研究了MXene-PAA-ACC复合水凝胶的微波吸收性能以及吸收占主导的太赫兹屏蔽性能。将不同MXene含量的MXene-PAA-ACC复合水凝胶组装为水凝胶型微波吸收器。归因于MXene纳米片的高电导率,在16.4 GHz频率处,8.5 wt%MXene-PAA-ACC复合水凝胶的反射损耗值可达-38.024 d B,并且有效吸收带宽为2.32 GHz,实现了良好微波吸收性能。类似的,进一步制备了MXene-PAA-ACC复合水凝胶型太赫兹屏蔽材料。结果可得:在0.2-2.0 THz测试频率范围内,仅0.13 mm厚度的8.5 wt%MXene-PAA-ACC复合水凝胶的EMI SE可达45.3 d B,RLMAX值实现了23.2 dB,并且有效吸收带宽覆盖了全测试波段,优于目前已经报道的大多数太赫兹屏蔽及吸收材料。综上所述,本文受生物矿化过程合成的MXene-PAA-ACC复合水凝胶显示出杰出的拉伸性和可加工性,优异的形状自适应性和粘附性,瞬间自修复性和可回收性,证明了在多种应用领域中的灵活性和可靠性。此外,这种MXene-PAA-ACC复合水凝胶表现出灵敏的形变响应性,并且可用作皮肤传感器。由于多孔结构,适中电导率以及内部富水环境三者相结合,MXene-PAA-ACC复合水凝胶实现了良好的微波吸收性能,并且太赫兹屏蔽性能显示出吸收占主导的特征。总之,这项工作不仅为设计下一代微波吸收材料及EMI屏蔽材料提供了一种替代策略,而且为在宏观尺度上制造MXene复合材料提供了一种高效便捷的方法。