二维材料水凝胶最近因其在多种应用中的潜力而引起了极大的兴趣。然而，对新兴 2D MXene 水凝胶的研究仍处于起步阶段。 近日，科研人员 展示了一种通用 4D 打印技术，用于制造具有可定制几何形状的 MXene 水凝胶，该技术适用于 Nb 2 CT x 、Ti 3 C 2 T x 和 Mo 2 Ti 2 C 3 T x 等 MXene 家族。 获得的 MXene 水凝胶具有 3D 多孔结构、大比表面积、高电导率和令人满意的机械性能。因此，实现了超高电容（3.32   F   cm -2 （10   mV   s -1 ）和 233   F   g -1 （10   V   s -1 ））和与质 量负载 /厚度无关的倍率能力。进一步的 4D 打印 Ti 3 C 2 T x 水凝胶微型超级电容器表现出出色的低温耐受性（低至 –20 ° C），并分别提供高达 93 μWh cm -2 和 7   mW   cm -2 的高能量和功率密度，超过大多数状态最先进的设备。这项工作为 MXene 水凝胶制造带来了新的见解，并扩大了它们的潜在应用范围。

图 1：MXene 水凝胶的 4D 打印示意图。

图 2：MXene 墨水和水凝胶的表征。

图 3：4D 打印的 Ti3C2Tx 水凝胶电极的电化学性能。

图 4：4D 打印的 Ti3C2Tx 水凝胶 MSC 的电化学性能。

相关论文以题为 4D printing of MXene hydrogels for high-efficiency pseudocapacitive energy storage 发表在《 Nature Communications 》上。通讯作者 是 都柏林三一学院 Ke Li 博士 , Valeria Nicolosi 教授 , 德雷克塞尔大学 Yury Gogotsi 教授 。

参考文献：

doi.org/10.1038/s41467-022-34583-0