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MXene基水凝胶在创面修复领域的应用
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作者 何蕊 李重一 +2 位作者 王瑞瑶 曾丹 范代娣 《中国组织工程研究》 CAS 北大核心 2025年第16期3486-3493,共8页
背景:MXene基水凝胶是一类纳米复合的多功能性水凝胶材料,在慢性创面(如糖尿病足、压疮、癌症及外伤性溃疡等)修复领域有广阔的应用前景。目的:综述MXene基水凝胶的优势及其在创面修复领域的应用和相关作用机制。方法:检索中国知网、维... 背景:MXene基水凝胶是一类纳米复合的多功能性水凝胶材料,在慢性创面(如糖尿病足、压疮、癌症及外伤性溃疡等)修复领域有广阔的应用前景。目的:综述MXene基水凝胶的优势及其在创面修复领域的应用和相关作用机制。方法:检索中国知网、维普、PubMed、Science Direct数据库中收录的文章,文献检索时限为2010年1月至2023年10月,中文检索关键词为“MXene,水凝胶,组织工程应用,创面修复”,英文检索关键词为“MXene,Hydrogel,Wound repair”,最终选取符合标准的70篇文献进行综述。结果与结论:MXene基水凝胶在创面组织工程应用中具有优异的力学、导电和光热性能及生物相容性和抗菌性等生物学功效,可以与其他有机物质和无机物质相结合,在水凝胶中产生更大的治疗作用。含有MXene的水凝胶可以结合创面监测、药物递送和缓释以及光热治疗等方式应用于皮肤创面。尽管MXene基水凝胶复合材料的设计和制备已经取得一些良好进展,但仍处于基础研究阶段,缺乏临床验证其功效性和安全性,具有很大发展潜力和应用空间。 展开更多
关键词 纳米功能材料 mxene 水凝胶 创面修复 生物相容性 创面监测 药物缓释
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MXene纳米颗粒Ti_(3)C_(2)T_(X)与光热效应促进糖尿病小鼠创面愈合
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作者 李美运 刘森 +5 位作者 陈开元 施灵 宋美陈 曹家洪 武艳 于晶 《中国组织工程研究》 CAS 北大核心 2025年第28期6052-6060,共9页
背景:MXene纳米颗粒具备出色的亲水性、生物相容性和抗菌特性,被广泛应用于创面、肿瘤、神经修复和心血管等治疗领域,目前尚不清楚MXene纳米颗粒对糖尿病创面愈合的作用。目的:考察MXene纳米颗粒Ti_(3)C_(2)T_(x)的体外抗氧化、抗炎和... 背景:MXene纳米颗粒具备出色的亲水性、生物相容性和抗菌特性,被广泛应用于创面、肿瘤、神经修复和心血管等治疗领域,目前尚不清楚MXene纳米颗粒对糖尿病创面愈合的作用。目的:考察MXene纳米颗粒Ti_(3)C_(2)T_(x)的体外抗氧化、抗炎和光热抗菌活性,以及对糖尿病小鼠创面的修复效果。方法:①体外实验:采用MTT法检测不同质量浓度Ti_(3)C_(2)T_(x)对小鼠成纤维细胞(NIH-3T3)的毒性作用。将NIH-3T3细胞暴露在H_(2)O_(2)中,采用MTT法检测不同质量浓度Ti_(3)C_(2)T_(x)对NIH-3T3细胞的保护作用。将NIH-3T3细胞暴露在H_(2)O_(2)中,分析光照(或不光照)处理下Ti_(3)C_(2)T_(x)(20μg/mL)对NIH-3T3细胞活性氧生成的影响。将RAW264.7巨噬细胞分3组处理:对照组、脂多糖组与脂多糖+Ti_(3)C_(2)T_(x)组,采用实时定量PCR法检测细胞中特定基因(CD86、白细胞介素6、CD206、精氨酸酶1)的表达。将大肠杆菌(或金黄色葡萄球菌)分3组处理:对照组、Ti_(3)C_(2)T_(x)组、Ti_(3)C_(2)T_(x)光照组,利用平板菌落计数法计算细菌存活率。②体内实验:通过腹腔注射链脲佐菌素的方法构建ICR小鼠糖尿病模型,造模成功后在小鼠背部建立全层皮肤缺损创面,随机分3组干预:对照组(n=6)、Ti_(3)C_(2)T_(x)组(n=6)和Ti_(3)C_(2)T_(x)光照组(n=6),观察创面愈合情况,干预后第7天进行创面组织CD31、CD206免疫组化染色,干预后第7,14天进行创面组织苏木精-伊红与Masson染色。将Ti_(3)C_(2)T_(x)溶液注射至ICR小鼠皮下,在光照(或非光照)后,通过血生化检测分析Ti_(3)C_(2)T_(x)对小鼠的毒性作用。结果与结论:①体外实验:Ti_(3)C_(2)T_(x)质量浓度在5-160μg/mL范围内对NIH-3T3细胞无毒性作用,在质量浓度20μg/mL时可增加NIH-3T3细胞存活率。10-80μg/mL的Ti_(3)C_(2)T_(x)可显著提升H_(2)O_(2)干预下的NIH-3T3细胞存活率。Ti_(3)C_(2)T_(x)可显著抑制H_(2)O_(2)干预下NIH-3T3细胞活性氧的生成,光照处理可进一步提升Ti_(3)C_(2)T_(x)抑制活性氧生成的作用。Ti_(3)C_(2)T_(x)能够有效抑制由脂多糖诱导的巨噬细胞炎症,促进细胞向具有抗炎特性的M2型巨噬细胞转化。Ti_(3)C_(2)T_(x)与Ti_(3)C_(2)T_(x)光照均可显著抑制大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的生长,并且Ti_(3)C_(2)T_(x)光照的抑制效果更显著。②体内实验:创面大体与组织学分析显示,Ti_(3)C_(2)T_(x)与Ti_(3)C_(2)T_(x)光照均可促进糖尿病小鼠创面的愈合,并且Ti_(3)C_(2)T_(x)光照的促进作用更显著。免疫组化染色结果显示,Ti_(3)C_(2)T_(x)与Ti_(3)C_(2)T_(x)光照均可抑制糖尿病创面的炎症反应并促进血管的生成,并且Ti_(3)C_(2)T_(x)光照的作用更显著。血生化检测结果显示,Ti_(3)C_(2)T_(x)与光照对小鼠无明显毒性作用。③结果表明,Ti_(3)C_(2)T_(x)借助独特的光热效应能够高效地展现抗氧化、抗炎和抗菌特性,促进糖尿病小鼠创面的愈合。 展开更多
关键词 Ti_(3)C_(2)T_(X) mxene纳米颗粒 糖尿病创面 抗氧化 抗炎 抗菌 工程化创面材料
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NbTe_(2)/MXene超结构钾离子电池负极的制备及其性能研究
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作者 董臻 吴邦军 +3 位作者 王重权 许冠南 刘争 张业龙 《现代化工》 CAS 北大核心 2025年第1期112-115,122,共5页
针对较大尺寸的钾离子在钾离子电池充放电过程中导致负极扩散动力学缓慢并伴随着剧烈的体积变化问题,制备了NbTe_(2)纳米针垂直生长在MXene纳米片上的三维超结构NbTe_(2)/MXene。结果表明,该三维超结构具有优异的循环稳定性和倍率性能,... 针对较大尺寸的钾离子在钾离子电池充放电过程中导致负极扩散动力学缓慢并伴随着剧烈的体积变化问题,制备了NbTe_(2)纳米针垂直生长在MXene纳米片上的三维超结构NbTe_(2)/MXene。结果表明,该三维超结构具有优异的循环稳定性和倍率性能,在0.2 A/g的电流密度下循环150圈后,可逆比容量仍达到306.8 mAh/g,容量保持率为68.4%,平均每圈容量损耗率仅为0.21%。即使在20 A/g的大电流密度下仍展现出139.8 mAh/g的可逆容量。该超结构具有比表面积大、良好的电子导电性和多活性位点等诸多优势,能够提高钾离子电池的性能,为高性能负极材料的开发提供参考。 展开更多
关键词 钾离子电池 负极材料 mxene NbTe_(2)
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Gradient‑Layered MXene/Hollow Lignin Nanospheres Architecture Design for Flexible and Stretchable Supercapacitors
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作者 Haonan Zhang Cheng Hao +6 位作者 Tongtong Fu Dian Yu Jane Howe Kaiwen Chen Ning Yan Hao Ren Huamin Zhai 《Nano-Micro Letters》 SCIE EI CAS 2025年第2期447-462,共16页
With the rapid development of flexible wearable electronics,the demand for stretchable energy storage devices has surged.In this work,a novel gradient-layered architecture was design based on single-pore hollow lignin... With the rapid development of flexible wearable electronics,the demand for stretchable energy storage devices has surged.In this work,a novel gradient-layered architecture was design based on single-pore hollow lignin nanospheres(HLNPs)-intercalated two-dimensional transition metal carbide(Ti_(3)C_(2)T_(x) MXene)for fabricating highly stretchable and durable supercapacitors.By depositing and inserting HLNPs in the MXene layers with a bottom-up decreasing gradient,a multilayered porous MXene structure with smooth ion channels was constructed by reducing the overstacking of MXene lamella.Moreover,the micro-chamber architecture of thin-walled lignin nanospheres effectively extended the contact area between lignin and MXene to improve ion and electron accessibility,thus better utilizing the pseudocapacitive property of lignin.All these strategies effectively enhanced the capacitive performance of the electrodes.In addition,HLNPs,which acted as a protective phase for MXene layer,enhanced mechanical properties of the wrinkled stretchable electrodes by releasing stress through slip and deformation during the stretch-release cycling and greatly improved the structural integrity and capacitive stability of the electrodes.Flexible electrodes and symmetric flexible all-solid-state supercapacitors capable of enduring 600%uniaxial tensile strain were developed with high specific capacitances of 1273 mF cm^(−2)(241 F g^(−1))and 514 mF cm^(−2)(95 F g^(−1)),respectively.Moreover,their capacitances were well preserved after 1000 times of 600%stretch-release cycling.This study showcased new possibilities of incorporating biobased lignin nanospheres in energy storage devices to fabricate stretchable devices leveraging synergies among various two-dimensional nanomaterials. 展开更多
关键词 Hollow lignin nanospheres mxene Gradient-layered architecture Wrinkled electrodes Stretchable supercapacitors
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Tailoring MXene Thickness and Functionalization for Enhanced Room‑Temperature Trace NO_(2) Sensing 被引量:3
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作者 Muhammad Hilal Woochul Yang +1 位作者 Yongha Hwang Wanfeng Xie 《Nano-Micro Letters》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第5期71-86,共16页
In this study,precise control over the thickness and termination of Ti3C2TX MXene flakes is achieved to enhance their electrical properties,environmental stability,and gas-sensing performance.Utilizing a hybrid method... In this study,precise control over the thickness and termination of Ti3C2TX MXene flakes is achieved to enhance their electrical properties,environmental stability,and gas-sensing performance.Utilizing a hybrid method involving high-pressure processing,stirring,and immiscible solutions,sub-100 nm MXene flake thickness is achieved within the MXene film on the Si-wafer.Functionalization control is achieved by defunctionalizing MXene at 650℃ under vacuum and H2 gas in a CVD furnace,followed by refunctionalization with iodine and bromine vaporization from a bubbler attached to the CVD.Notably,the introduction of iodine,which has a larger atomic size,lower electronegativity,reduce shielding effect,and lower hydrophilicity(contact angle:99°),profoundly affecting MXene.It improves the surface area(36.2 cm^(2) g^(-1)),oxidation stability in aqueous/ambient environments(21 days/80 days),and film conductivity(749 S m^(-1)).Additionally,it significantly enhances the gas-sensing performance,including the sensitivity(0.1119Ωppm^(-1)),response(0.2% and 23%to 50 ppb and 200 ppm NO_(2)),and response/recovery times(90/100 s).The reduced shielding effect of the–I-terminals and the metallic characteristics of MXene enhance the selectivity of I-MXene toward NO2.This approach paves the way for the development of stable and high-performance gas-sensing two-dimensional materials with promising prospects for future studies. 展开更多
关键词 Controlled mxene thickness Gaseous functionalization approach Lower electronegativity functional groups Enhanced mxene stability Trace NO_(2)sensing
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二维MXene材料在太阳能电池和金属离子电池中的研究进展
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作者 曹宇 张国辉 +5 位作者 高昂 杜心宇 周静 蔡永茂 余璇 于晓明 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期412-428,共17页
MXene是一种新型二维材料,具有导电性高、表面官能团丰富、层间距和能带结构可调等特点,从而在新能源器件中拥有重要的研究价值。综述了MXene在太阳能电池和金属离子电池中应用的相关进展。在太阳能电池中,基于MXene高电导率、高透明度... MXene是一种新型二维材料,具有导电性高、表面官能团丰富、层间距和能带结构可调等特点,从而在新能源器件中拥有重要的研究价值。综述了MXene在太阳能电池和金属离子电池中应用的相关进展。在太阳能电池中,基于MXene高电导率、高透明度和功函数灵活可调的特点,讨论了其在电极和载流子传输层中的相关应用研究,并对MXene功函数调整的策略进行了总结。在金属离子电池中,基于MXene独特的二维层状结构、优异的力学性能和良好的导电性,讨论了MXene作为负极材料以及与碳纳米材料、金属氧化物和硅组成的复合材料对电化学性能的提升作用,并对MXene在正极材料、集流体以及隔膜中应用也进行了介绍。最后对MXene的下一步发展进行了展望。 展开更多
关键词 mxene 太阳能电池 金属离子电池 纳米材料 器件性能
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MXene材料Nb_(2)CCl_(x)与Ti_(2)CCl_(x)对Mg储氢性能的改性研究
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作者 臧淑艳 崔立志 +5 位作者 胡帅成 吕丽君 韩兴博 吕美横 刘卫 杨果 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期7139-7149,共11页
镁是众多固态储氢材料中一类深受关注的材料,具有很高的储氢容量(7.6%(质量分数))和可逆吸放氢等优点。但是Mg吸放氢所需温度高,放氢动力学缓慢等影响了其实用性。采用熔盐刻蚀法以n(Mg)∶n(MXene)=10∶1的比例制备了两种不同类型的MXen... 镁是众多固态储氢材料中一类深受关注的材料,具有很高的储氢容量(7.6%(质量分数))和可逆吸放氢等优点。但是Mg吸放氢所需温度高,放氢动力学缓慢等影响了其实用性。采用熔盐刻蚀法以n(Mg)∶n(MXene)=10∶1的比例制备了两种不同类型的MXene(Nb_(2)CCl_(x)和Ti_(2)CCl_(x)),并研究不同种类MXene的添加对金属Mg的微观结构和吸放氢性能的影响。结果表明,材料的相组成未发生改变,但球磨后材料的颗粒尺寸进一步减小,增大了其比表面积。Nb_(2)CCl_(x)和Ti_(2)CCl_(x)的引入则使Mg的性能得到明显提升,可以有效提高材料的吸放氢速率,Mg@Nb_(2)CCl_(x)在200 s内就可以放出5.0%(质量分数)的氢气,Mg@Ti_(2)CCl_(x)在250 s内也可以放出5.3%(质量分数)的氢气。同时也可以降低材料的初始吸放氢温度,10%(质量分数)Nb_(2)CCl_(x)使纯Mg的初始吸氢和放氢温度分别降低了125℃和175℃,10%(质量分数)Ti_(2)CCl_(x)则使纯Mg的初始吸氢和放氢温度分别降低了100和125℃。根据Chou模型进行吸放氢动力学拟合的结果表明,MXene的加入使Mg的控速步骤由表面渗透控制向扩散控制转变,从而提高了Mg的吸放氢动力学性能。 展开更多
关键词 Mg基储氢合金 mxene 催化改性 动力学 机理
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基于MXene/RGO复合材料的具有多孔压力敏感结构的柔性可穿戴传感器
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作者 张磊 张晓海 赵强 《测试技术学报》 2024年第5期467-473,共7页
随着微电子技术与柔性智能电子的快速发展,二维材料因其独特的层状结构,在柔性电子领域具有良好的应用潜力。MXene由于具有良好的导电性与较高的亲水性,在柔性传感领域引起了广泛关注。然而,纯MXene层间距离有限,在压力传感领域受到极... 随着微电子技术与柔性智能电子的快速发展,二维材料因其独特的层状结构,在柔性电子领域具有良好的应用潜力。MXene由于具有良好的导电性与较高的亲水性,在柔性传感领域引起了广泛关注。然而,纯MXene层间距离有限,在压力传感领域受到极大限制。故提出了一种快速发泡技术来实现多孔结构的制备。采用多孔结构的MXene/RGO复合材料作为压力敏感材料,并设计了叉指电极作为传感器的电极引线层,构建了压力传感器。实验结果表明,该传感器具有优异的压力敏感性能,其检测范围可达到0~1.7 MPa,最大传感器灵敏度达到0.556 kPa~(-1),快速响应时间以及释放时间分别为为82 ms和63 ms,且具有良好的稳定性(≥1 800次循环)。同时,在应用研究中表明该压力传感器在人体运动监测、人机交互、医疗监测等领域均具有广泛的应用前景。 展开更多
关键词 mxene 多孔结构 柔性传感器 压力监测
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CuO/MXene的制备及NO_(2)的气敏性能
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作者 郑雅伟 李文婷 周传刚 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2024年第9期87-90,共4页
为了提升氧化铜(CuO)基气体传感器的传感性能,成功地采用水热法合成了CuO纳米材料并使用乙醇分散制样法合成了CuO/MXene复合纳米材料。通过实验分析和测试了其在不同温度下对低浓度NO_(2)的响应。结果表明,在掺杂MXene之后,传感器的性... 为了提升氧化铜(CuO)基气体传感器的传感性能,成功地采用水热法合成了CuO纳米材料并使用乙醇分散制样法合成了CuO/MXene复合纳米材料。通过实验分析和测试了其在不同温度下对低浓度NO_(2)的响应。结果表明,在掺杂MXene之后,传感器的性能得到了提升,且该传感器的最佳工作温度为110℃。在110℃下对低浓度的NO2响应迅速,其响应时间为10 s。经过测试发现该传感器具有优异的稳定性和特异性。 展开更多
关键词 二氧化氮 CuO/mxene复合材料 水热法 气体传感器
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MXene/PVDF复合膜的制备、性能调控及其应用研究进展
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作者 薛禹 谭妍妍 +2 位作者 徐余欢 武晓 张道海 《精细化工》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期292-301,共10页
二维过渡金属碳(氮)化物(MXene)是一种新型二维碳化纳米材料,具有横向比率大、传输途径短和纳米通道多等独特优点。该文综述了MXene/聚偏氟乙烯(PVDF)膜的制备工艺,并分析了MXene与PVDF膜的电性能、机械性能、热性能、抗菌性能、环境稳... 二维过渡金属碳(氮)化物(MXene)是一种新型二维碳化纳米材料,具有横向比率大、传输途径短和纳米通道多等独特优点。该文综述了MXene/聚偏氟乙烯(PVDF)膜的制备工艺,并分析了MXene与PVDF膜的电性能、机械性能、热性能、抗菌性能、环境稳定性等性能之间的调控关系;综述了MXene/PVDF复合膜在分离膜、高介电膜、电磁屏蔽膜等领域中的应用进展;最后,对MXene/PVDF膜的发展方向进行了展望:在当前研究阶段中,对PVDF膜进行抽滤处理仍是发挥MXene优异性能的有效途径之一;进一步深入研究MXene对PVDF膜定向调控的多功能性机制,有助于更好地理解MXene与PVDF膜之间的相互作用规律;此外,应该加强应用型研究,形成较完善的实际应用体系,有助于更好地理解MXene/PVDF复合膜的自身性质和性能,推动MXene/PVDF复合膜在各领域的应用研究和实际发展。 展开更多
关键词 mxene 二维材料 mxene/PVDF复合膜 聚偏氟乙烯 电磁屏蔽膜
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MXenes: Versatile 2D materials with tailored surface chemistry and diverse applications
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作者 Sunil Kumar Nitu Kumari Yongho Seo 《Journal of Energy Chemistry》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第3期253-293,I0008,共42页
MXenes,the most recent addition to the 2D material family,have attracted significant attention owing to their distinctive characteristics,including high surface area,conductivity,surface characteristics,mechanical str... MXenes,the most recent addition to the 2D material family,have attracted significant attention owing to their distinctive characteristics,including high surface area,conductivity,surface characteristics,mechanical strength,etc.This review begins by presenting MXenes,providing insights into their structural characteristics,synthesis methods,and surface functional groups.The review covers a thorough analysis of MXene surface properties,including surface chemistry and termination group impacts.The properties of MXenes are influenced by their synthesis,which can be fluorine-based or fluorinedependent.Fluorine-based synthesis techniques involve etching with fluorine-based reagents,mainly including HF or LiF/HCl,while fluorine-free methods include electrochemical etching,chemical vapor deposition(CVD),alkaline etching,Lewis acid-based etching,etc.These techniques result in the emergence of functional groups such as-F,-O,-OH,-Cl,etc.on the MXenes surface,depending on the synthesis method used.Properties of MXenes,such as electrical conductivity,electronic properties,catalytic activity,magnetic properties,mechanical strength,and chemical and thermal stability,are examined,and the role of functional groups in determining these properties is explored.The review delves into the diverse applications of MXenes,encompassing supercapacitors,battery materials,hydrogen storage,fuel cells,electromagnetic interference(EMI) shielding,pollutant removal,water purification,flexible electronics,sensors,additive manufacturing,catalysis,biomedical and healthcare fields,etc.Finally,this article outlines the challenges and opportunities in the current and future development of MXenes research,addressing various aspects such as synthesis scalability,etching challenges,and multifunctionality,and exploring novel applications.The review concludes with future prospects and conclusions envisioning the impact of MXenes on future technologies and innovation. 展开更多
关键词 mxenes 2D materials Surface chemistry mxenes structure SYNTHESIS APPLICATIONS
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M_(4)X_(3) MXenes:Application in Energy Storage Devices
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作者 Iftikhar Hussain Waqas Ul Arifeen +11 位作者 Shahid Ali Khan Sikandar Aftab Muhammad Sufyan Javed Sajjad Hussain Muhammad Ahmad Xi Chen Jiyun Zhao PRosaiah Khaled Fahmi Fawy Adnan Younis Sumanta Sahoo Kaili Zhang 《Nano-Micro Letters》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第10期522-542,共21页
MXene has garnered widespread recognition in the scientific com-munity due to its remarkable properties,including excellent thermal stability,high conductivity,good hydrophilicity and dispersibility,easy processabilit... MXene has garnered widespread recognition in the scientific com-munity due to its remarkable properties,including excellent thermal stability,high conductivity,good hydrophilicity and dispersibility,easy processability,tunable surface properties,and admirable flexibility.MXenes have been categorized into different families based on the number of M and X layers in M_(n+1)X_(n),such as M_(2)X,M_(3)X_(2),M_(4)X_(3),and,recently,M_(5)X_(4).Among these families,M_(2)X and M_(3)X_(2),par-ticularly Ti_(3)C_(2),have been greatly explored while limited studies have been given to M_(5)X_(4)MXene synthesis.Meanwhile,studies on the M_(4)X_(3)MXene family have developed recently,hence,demanding a compilation of evaluated studies.Herein,this review provides a systematic overview of the latest advancements in M_(4)X_(3)MXenes,focusing on their properties and applications in energy storage devices.The objective of this review is to provide guidance to researchers on fostering M_(4)X_(3)MXene-based nanomaterials,not only for energy storage devices but also for broader applications. 展开更多
关键词 mxene M_(4)X_(3)mxenes 2D materials Energy storage PROPERTIES
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MXenes for Bioinspired Soft Actuators:Advancements in Angle-Independent Structural Colors and Beyond
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作者 Siavash Iravani Rajender S.Varma 《Nano-Micro Letters》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第8期18-34,共17页
Soft actuators have garnered substantial attention in current years in view of their potential appliances in diverse domains like robotics,biomedical devices,and biomimetic systems.These actuators mimic the natural mo... Soft actuators have garnered substantial attention in current years in view of their potential appliances in diverse domains like robotics,biomedical devices,and biomimetic systems.These actuators mimic the natural movements of living organisms,aiming to attain enhanced flexibility,adaptability,and versatility.On the other hand,angle-independent structural color has been achieved through innovative design strategies and engineering approaches.By carefully controlling the size,shape,and arrangement of nanostructures,researchers have been able to create materials exhibiting consistent colors regardless of the viewing angle.One promising class of materials that holds great potential for bioinspired soft actuators is MXenes in view of their exceptional mechanical,electrical,and optical properties.The integration of MXenes for bioinspired soft actuators with angle-independent structural color offers exciting possibilities.Overcoming material compatibility issues,improving color reproducibility,scalability,durability,power supply efficiency,and cost-effectiveness will play vital roles in advancing these technologies.This perspective appraises the development of bioinspired MXene-centered soft actuators with angleindependent structural color in soft robotics. 展开更多
关键词 mxenes mxene-based composites Bioinspired soft robotics Angle-independent structural color
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MXene合成、油墨配制及柔性微型超电容丝网印刷制备——推荐一个综合化学实验 被引量:2
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作者 程涛 李祥春 赖文勇 《大学化学》 CAS 2024年第1期254-263,共10页
为了促进科教融合,将“MXene合成、油墨配制及柔性微型超电容丝网印刷制备”前沿研究转化为高年级本科生综合化学实验。该实验涉及新材料、新器件及新工艺,将化学、材料、电子及能源学科交叉融合,内蕴思政元素,可以培养学生实践能力、... 为了促进科教融合,将“MXene合成、油墨配制及柔性微型超电容丝网印刷制备”前沿研究转化为高年级本科生综合化学实验。该实验涉及新材料、新器件及新工艺,将化学、材料、电子及能源学科交叉融合,内蕴思政元素,可以培养学生实践能力、探索精神和创新意识,增强其科技报国之心,最终助力培养化学与材料领域德才兼备的尖端人才。 展开更多
关键词 mxene 柔性微型超电容 丝网印刷 综合性化学实验 科教融合
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二维材料MXene的制备方法、性能与应用探究
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作者 侯淑萍 韩艺婷 +3 位作者 莫美新 葛杨美程 李辉 贺小川 《纳米技术》 2024年第2期23-36,共14页
MXene是一种新型的二维层状纳米材料,具有独特的多层结构,出色的导电性,力学性和表面功能化能力,使其在广泛的应用中具有高度普适性。本文综述了MXene的“自下而上”和“自上而下”制备方法,对比了各种方法的优缺点。分析了MXene材料的... MXene是一种新型的二维层状纳米材料,具有独特的多层结构,出色的导电性,力学性和表面功能化能力,使其在广泛的应用中具有高度普适性。本文综述了MXene的“自下而上”和“自上而下”制备方法,对比了各种方法的优缺点。分析了MXene材料的特性及对应的应用场景,对MXene在化学、生物和多功能等传感器中研究进行了总结。 展开更多
关键词 mxene 制备方法 应用性能
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功能化MXene在锂硫电池中应用研究进展 被引量:1
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作者 姜宇 杨蓉 +4 位作者 张乾伟 樊潮江 董鑫 蒋百铃 燕映霖 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期8-16,共9页
MXene作为新兴的二维导电材料,在储能器件的电极和电解质设计及应用等方面引起了科研人员的兴趣。近年来,在锂硫电池研究中,MXene材料优异的导电性及对多硫化物的吸附作用使锂硫电池的性能明显提升。功能化设计可避免MXene材料自堆叠等... MXene作为新兴的二维导电材料,在储能器件的电极和电解质设计及应用等方面引起了科研人员的兴趣。近年来,在锂硫电池研究中,MXene材料优异的导电性及对多硫化物的吸附作用使锂硫电池的性能明显提升。功能化设计可避免MXene材料自堆叠等缺陷,调控其对多硫化物的吸附强度,并赋予MXene催化多硫化物氧化还原反应的功能。本文综述了功能化MXene材料目前主要的制备方式及其对表面官能团的影响,分析了功能化MXene对多硫化物的吸附作用和对穿梭效应的抑制机制及对氧化还原反应动力学的提升机理,讨论了MXene材料在锂硫电池应用中可能存在的问题和改性前景。 展开更多
关键词 mxene材料 制备 锂硫电池 穿梭效应 催化
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MXene在电磁屏蔽织物领域应用最新研究进展 被引量:2
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作者 韩悦 唐俊雄 +1 位作者 刘元军 赵晓明 《针织工业》 北大核心 2024年第4期89-94,共6页
MXene作为一种新型二维纳米材料,具有导电性高、比表面积大、耐热性好和密度低等优点,是一种优良的导电填料,其在电磁屏蔽织物领域的应用也越来越多。文中简述MXene材料的合成过程及应用;介绍MXene的电磁屏蔽机理及其复合纤维制备方法,... MXene作为一种新型二维纳米材料,具有导电性高、比表面积大、耐热性好和密度低等优点,是一种优良的导电填料,其在电磁屏蔽织物领域的应用也越来越多。文中简述MXene材料的合成过程及应用;介绍MXene的电磁屏蔽机理及其复合纤维制备方法,包括涂层法、双辊法、静电纺丝法、湿法纺丝法等,并对比各方法的优缺点;总结MXene在电磁屏蔽织物应用领域的最新研究进展。最后展望MXene在电磁屏蔽织物应用领域的发展方向,为新一代电磁屏蔽性能优异、稳定性强、力学性能强、舒适性好的MXene复合纤维的研究提供新思路。 展开更多
关键词 mxene材料 复合纤维 电磁屏蔽织物 稳定性 力学性能 舒适性
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CoP修饰Ti_(3)C_(2)T_(x)MXene纳米复合材料作为高效析氢反应电催化剂 被引量:1
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作者 孙巍 王永靖 +5 位作者 项坤 白赛帅 王海涛 邹菁 Arramel 江吉周 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2024年第8期36-39,共4页
高效、经济和环保是电化学水分解制氢电催化剂的关键要素。二维(2D)MXene材料因其独特的物理化学性质而受到广泛关注。虽然有许多不同种类的MXene材料,但只有少数具有本征析氢反应(HER)催化活性。然而,MXene材料具有很多优点,如较大的... 高效、经济和环保是电化学水分解制氢电催化剂的关键要素。二维(2D)MXene材料因其独特的物理化学性质而受到广泛关注。虽然有许多不同种类的MXene材料,但只有少数具有本征析氢反应(HER)催化活性。然而,MXene材料具有很多优点,如较大的比表面积、高电导率和丰富的表面官能团,因此可以作为与其他物质复合的理想平台。本研究首先通过密度泛函理论(DFT)预测了CoP与Ti_(3)C_(2)T_(x)MXene(其中T_(x)=―F和―OH官能团)具有低的氢吸附自由能(ΔGH^(*))。接着,我们合成了CoP-Ti_(3)C_(2)T_(x)MXene纳米复合材料,并在0.5 mol∙L^(−1)H_(2)SO_(4)中测试了其电催化HER性能。该材料在电流密度为10 mA∙cm^(−2)时表现出了低的过电位(135 mV)和Tafel斜率为48 mV∙dec^(−1)。理论计算表明,CoP-Ti_(3)C_(2)T_(x)MXene纳米复合材料的优异电催化性能源于Ti_(3)C_(2)T_(x)的高金属导电性、良好的界面电荷转移、快速的氢吸附/解吸过程以及优化的电子结构。 展开更多
关键词 Ti_(3)C_(2)T_(x)mxene 析氢反应 COP 密度泛函理论 界面电荷转移
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MXene在锌离子电池中的应用:研究进展与展望 被引量:3
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作者 陈泽 支春义 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期204-214,共11页
可充电锌离子电池(ZIBs)以其低成本、固有安全性、高比能量和环保特性而在大规模储能领域中引起了极大的关注。尽管对ZIBs的正极、负极以及电解质的研究不断取得突破,ZIBs的实际性能仍难以达到实用化的要求,关键在于缺少先进材料的开发... 可充电锌离子电池(ZIBs)以其低成本、固有安全性、高比能量和环保特性而在大规模储能领域中引起了极大的关注。尽管对ZIBs的正极、负极以及电解质的研究不断取得突破,ZIBs的实际性能仍难以达到实用化的要求,关键在于缺少先进材料的开发。MXene作为一种新型的二维材料,具有各种优异的特性包括丰富的原料、可定制的结构和独特的理化特性。二维(2D)MXene在ZIBs中的应用已经取得了重大进展。本文简要总结了用于ZIBs的MXene的多种合成路线、MXene的环境稳定性、形态和结构特征以及化学性质的进展;详细阐述了MXene基阴极、阳极和电解质/隔膜的最新发展,丰富的成果表明MXene材料具有实现高性能ZIBs的巨大潜力;归纳探讨了增强基于MXene的ZIBs性能的策略,包括离子插层调控、表面接枝修饰、杂原子掺杂、层间距拓宽等;最后,提出了基于MXene的ZIBs面临的挑战,展望了未来前景,旨在为开发实用化MXene基储能器件指明方向。 展开更多
关键词 mxene 锌离子电池 储能器件 水系电池 准固态电池 专题评述
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单原子Al修饰空位缺陷V2C(MXene)对H_(2)气体表面吸附的第一性原理研究 被引量:1
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作者 龚安稳 胡梦晗 +4 位作者 曹宇 刘莹 曾勇谋 莫瀚宁 周晓龙 《原子与分子物理学报》 北大核心 2024年第3期9-16,共8页
基于第一性原理计算方法,对含空位缺陷的V2C(MXene)在不同位点修饰单原子Al的相关性能进行系统研究.研究表明,几何优化后得到含空位缺陷的V2C稳定结构表面能为-3075.53 J/m2,单原子Al修饰本征V2C单原子的吸附能为1.5511eV、单原子Al修... 基于第一性原理计算方法,对含空位缺陷的V2C(MXene)在不同位点修饰单原子Al的相关性能进行系统研究.研究表明,几何优化后得到含空位缺陷的V2C稳定结构表面能为-3075.53 J/m2,单原子Al修饰本征V2C单原子的吸附能为1.5511eV、单原子Al修饰空位缺陷V2C的吸附能为-2.0763 eV,这表明含空位缺陷的V2C,由于单原子Al的修饰可以明显改善晶体结构稳定性.进一步从态密度、分波态密度、吸氢能力研究发现,各体系态密度和分波态密度均出现分波越过费米能级的现象,表现出较强的金属性;V2C吸附H_(2)气体分子吸附能为-7.5867 eV,而空位缺陷V2C和单原子Al修饰空位缺陷V2C两个体系对H_(2)气体分子的吸附能仅为-0.9851 eV、-2.7130 eV,均未能进一步改善V2C对H_(2)气体分子的吸附性能,这对于储氢材料研发提供了一定的理论指导. 展开更多
关键词 mxene V2C 空位缺陷 单原子Al 吸附 第一性原理
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