随着可穿戴设备、柔性电子与航空航天的快速发展，如何同时实现快速信号传输与高效散热成为纤维材料面临的重大挑战。传统导电纤维往往只能兼顾力学或电学性能，难以在导热与导电上同时取得突破。 作为新兴二维MXene材料，Ti₃C₂Tₓ具有优异的导电性与理论导热性，被视为构筑高性能纤维的理想候选。然而，Ti₃C₂Tₓ纳米片在组装成纤维时，因层间作用力弱而表现出脆性大、孔隙多、取向差等问题，严重限制了其性能释放。此前通过引入聚合物或石墨烯等组分虽改善了力学性能，但因界面失配和电子散射，电导率提升受阻。 同时，其热导率研究更是鲜有涉及。受植物细胞壁中硼酸交联增强力学结构的启发，本研究提出通过痕量硼酸盐实现Ti₃C₂Tₓ纳米片间的共价交联，从而在不牺牲导电性的前提下提升力学与导热性能，为多功能纤维开发提供新思路。
1. 界面共价交联策略。借助硼酸盐与Ti₃C₂Tₓ表面羟基形成强B–O共价键，显著减少层间距与孔隙，提升纳米片取向与致密度。 2. 性能全面提升。在硼酸盐含量0.75 wt%时，纤维拉伸强度达188.72 MPa，杨氏模量52.42 GPa，电导率高达7781 S cm⁻¹，均为当前报道纤维体系中的顶尖水平。 图1. Ti₃C₂Tₓ纳米片的制备及液晶分散行为示意与表征 图2. Ti₃C₂Tₓ纤维的湿纺制备过程及形貌与化学结构分析 图3. 纤维结构表征、力学性能与电导率对比 图4. 分子模拟与实验揭示纤维热导率的提升机制 图5. 纤维焦耳加热性能测试，表现出快速升温与优异耐久性 本研究通过简便高效的界面共价交联策略，解决了Ti₃C₂Tₓ纤维在力学、导电与导热性能上的长期瓶颈。硼酸盐在纤维内部引入的痕量B–O键，不仅显著增强层间作用力和纳米片排列有序性，还有效降低了界面热阻，形成连续高效的电子与声子传输通道。 在最佳条件下，纤维同时展现出高强度、高电导率与优异的导热性，并具备快速响应、稳定耐久的焦耳加热能力。这一策略为Ti₃C₂Tₓ及其他二维纳米材料构筑多功能纤维提供了通用路径，未来有望广泛应用于柔性电子、可穿戴设备与智能纺织等前沿领域。
3. 导热与应用验证。分子动力学模拟、有限元计算与交叉线实验均表明，界面结构规整化显著降低界面热阻，使纤维热导率最高达13 W m⁻¹ K⁻¹；同时展现快速、稳定、可控的焦耳加热性能，弯折5000次后仍保持94%性能，为智能纺织与热管理应用奠定基础。
