Meidan Ye团队：面向超电容器和压力传感器的具有交联介孔结构的碳@MXene薄膜

一、文章概述

制备低成本、合成工艺简单的多功能材料仍然具有挑战性。这篇文章中，作者以不同尺寸(50−500nm)的聚苯乙烯(PS)球为模板，通过简单的多步方法制备了具有三维介孔结构的不同独立碳@MXene薄膜。作者详细研究了这些碳@mxene薄膜的微观结构、组成、力学性能、电导率、电化学活性和传感特性。PS球的插入可以有效减少MXene纳米片的自积累，构建三维交联介孔结构，从而拓宽离子传输通道，暴露碳@MXene薄膜的活性位点。当应用于对称超级电容器时，优化后的碳@MXene电极在电流密度为1Ag−1下，具有令人满意的比电容为447.67Fg−1。此外，碳@MXene薄膜的三维介孔结构可以显著提高合成压力传感器的灵敏度，稳定性好。因此，这种通过简便而可靠的途径制备的介孔碳@MXene薄膜将是一种可广泛应用的多功能材料。

二、图文导读

图1.自支撑的碳@MXene薄膜制备工艺示意图。

图2.不同MXene薄膜的横截面视图的扫描电镜图像。

图3.（a、b）不同样品的厚度（蓝色）和比电导率（红色）。（c、d）不同样品的机械强度。

图4.纯MXene和150PS1MX6薄膜的弯曲循环试验。

图5.150PS1MX6传感器在监测部分车身信号方面的应用。

三、全文总结

综上所述，作者开发了一种简单而可靠的方法来制备具有介孔结构的独立碳@MXene薄膜。详细讨论了不同尺寸的PS球和质量比制备的碳@MXene薄膜的微观结构、组成、灵活性、电导率和电化学性能。PS球的插入可以减轻MXene纳米片的堆叠，扩大表活性面积，增强电极的离子扩散，从而产生较高的电化学储能能力。相应的对称超级电容器在功率密度为11.92Wg−1时，其高能量密度为303.91Whg−1。同样，这种三维介孔结构有利于提高碳@mxene基压力传感器的灵敏度，稳定性好，应用广泛。

文章链接：

https://doi.org/10.1021/acsami.1c16589

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