MXene | 超电容、电池、传感和催化等领域工作

1.Advanced Energy Materials (IF 29.698) ：

低扭曲 MXene (TiNbC) 手风琴阵列可在无枝晶锂金属阳极中实现快速离子扩散和电荷转移

• 锂金属阳极的广泛应用对于恢复高能量密度的锂金属电池是必不可少的。然而，金属锂阳极的离子扩散缓慢和高电荷转移电阻阻碍了其速率能力和实际应用。在这里，低弯曲的MXene阵列是通过类似手风琴的TiNbC-MXene分散在疏水表面的超快扩散而形成的。低曲折的MXene阵列促进了电解质的快速渗透，使锂离子的快速扩散。具有Nb种类的MXene阵列显著改善了电极中的电荷转移，使电场均匀化。因此，低曲折的MXene阵列构建的没有锂树突的电极提供了高速率的能力(20 mA cm−2)和长循环寿命（2500个循环）。以树突、低弯曲度MXexene阵列为阳极的全电池，在低负/正容量比（2.0）的条件下，具有高达1000个循环(4C)的高速率循环稳定性。

• 本文旨在概述MXene集成复合材料在锂电池电极应用中的设计和应用。此外，还强调和讨论了目前在体内利用MXenes的挑战和局限性，并对其作为未来各种生物医学应用指南的前景进行了展望。这篇文章将启发研究人员，他们将探索在生物医学应用中使用这种2D纳米材料的特性、机会和挑战。

2.Materials Today (IF 26.943)：

用于可充电电池中高级隔膜的 MXenes

• 分离器作为电气器件不可缺少的组成部分，在电化学性能中起着关键作用。因此，分离器工程是一种很有前途的构建更好的储能和节能的方法 Sion系统。MXenes是一类新型的二维过渡金属氮化物、碳化物和碳化物，由于其高电导率、高等独特特性而应用于分离工程 e表面积，亲水性可控，丰富的表面化学性质，和优越的机械性能。自2020年以来，相关调查的数量显著增加。然而，全面的 关于这个话题的评论很少见。

• 本文系统地介绍了MXenes在可充电电池分离器工程中的应用。首先，mxenes的基本原理，包括 综述了合成技术、合成技术和功能化技术。随后，介绍了分离器设计及其优化的基本信息。最后，介绍了MXene的应用 综述了分离器工程及其在可充电电池中的应用。最后，提出了基于mxenes的充电分离器的前景和挑战 提出了可用电池。本文综述将有助于研究人员在设计和构建电池、超级电容器、燃料电池等功能分离器方面的应用。

• 最后，提出了基于MXenes的充电分离器的前景和挑战提出了可用电池。本文综述将有助于研究人员在设计和构建电池、超级电容器、燃料电池等功能分离器方面的应用。

3.Matter (IF 19.967) : 

MXene-聚合物杂化纳米复合材料作为高效空气质量监测的下一代高性能化学电阻器的出现

• 开发高效的神经形态硬件网络对于实现复杂的人工智能至关重要。在这里，我们首次提出了一种基于二维材料 Mxene 的多神经形态功能装置——一种可切换的神经元突触晶体管 (SNST)，可以通过编程实现突触或神经元功能——并打破神经元和突触之间的界限用于高效神经形态网络的模块，包括制造效率、资源利用效率和运营效率。

• 由多个 SNST 组成的神经网络被设计用于真实性数据识别，可以公平地重新分配神经形态硬件源并调整硬件网络的拓扑结构，提高运行速度并减少网络中的设备数量。最后，开发了基于SNST的人脸识别硬件系统，识别准确率约为80%。这项工作表明，基于可编程 SNST 的神经形态芯片具有简单的制造工艺、公平的资源利用和高运行速度，在高效和准确的神经形态网络方面具有巨大潜力。

• 本文旨在表明基于可编程 SNST 的神经形态芯片具有简单的制造工艺、公平的资源利用和高运行速度，在高效和准确的神经形态网络方面具有巨大潜力。为集成物联网和人工智能的下一代智能现场部署传感器的挑战、潜在解决方案和前景。

4.Advanced Functional Materials (IF 19.924)：

边缘富集的 Mo2TiC2Tx MoS2 异质结构，具有用于选择性 NO2 监测的耦合接口

MXenes（即过渡金属碳化物、碳氮化物和氮化物）已成为二维材料的一个新子类。MXenes由于其优异的理化和生物学特性，近年来在生物医学领域备受关注，包括药物输送系统、再生医学和生物传感等。此外，将 MXenes 掺入水凝胶中引起了生物医学工程的极大兴趣，因为它是一种电活性和机械纳米增强剂，能够将非导电支架转化为出色的电导体，对电活性器官和组织（如心脏）的工程机械性能产生令人印象深刻的影响，骨骼肌和神经。然而，许多问题和问题仍未解决，需要回答才能引导这些二维材料走向真正的命运。本综述旨在概述 MXene 集成复合材料在生物医学应用中的设计和应用，包括心脏组织工程、伤口愈合、感染治疗、癌症治疗和生物传感器。此外，还强调并讨论了当前在体内利用 MXenes 的挑战和局限性，然后将其作为未来可能的各种生物医学应用指南的前景。这篇评论文章将激励研究人员寻找在生物医学应用中使用这种二维纳米材料的特性、机遇和挑战。

5.

用于先进纳米发电机的 MXene 基材料

能量收集设备迫切需要满足不断升级的能源消耗的要求。纳米发电机作为新兴的可持续能量收集装置，由于从机械能到电能的有效转化，引起了越来越多的关注。然而，由于纳米发电机的输出性能不足，距离其商业化应用仍有一段距离。最近，用于纳米发电机的 2D MXenes 凭借其在电负性、金属导电性、机械柔韧性、可调节表面化学等方面的卓越优点，取得了令人鼓舞的重大进展。. 自 2017 年以来，用于纳米发电机的 MXenes 材料大幅增加。尽管如此，关于这个主题的全面评论很少见。在这里，我们系统地回顾了纳米发电机MXenes的最新进展，旨在从基本原理和最新进展的角度推动纳米发电机实际应用的科学设计策略。首先，总结了纳米发电机的基本背景，概述了用于纳米发电机的 MXenes 的优越性能。随后，对纳米发电机MXenes的设计策略和内部改进机制进行了全面的讨论和总结。最后，我们对未来用于纳米发电机的 MXenes 材料的设计策略提出了一些看法。

6. Angewandte Chemie International Edition (IF 16.823) :用于高效渗透能转换的仿生 Ti3C2Tx MXene 离子二极管膜

具有离子二极管行为的仿生非对称纳米流体离子通道可以提高渗透能（所谓的蓝色能量）转换是非常可取的，特别是如果它们可以很容易地构建和修改。被称为 MXenes 的二维 (2D) 金属碳化物和氮化物结合了亲水表面和可调节的表面电荷特性，为制备不对称纳米流体离子通道提供了捷径。在这里，我们报告了一种机械坚固、灵活且易于放大的非对称 Ti3C2Tx MXene 基离子二极管膜，具有高度整流的电流，并展示了其在反向电渗析渗透能转换中的潜在用途。在合成海水和河水的盐度梯度下，我们的离子二极管膜式发电机的功率密度为8.6 W m-2，最高可达17。8 W m-2 在 500 倍盐度梯度下，性能优于最先进的膜。基于 MXene 的离子二极管型膜的设计为开发大规模二维纳米流体和选择性离子传输提供了一种简便而通用的策略。

7.Chemical Engineering Journal (IF 16.744) ：装载双活性纳米酶的 MXene 可实现热疗增强的肿瘤纳米催化治疗

纳米酶具有纳米材料的酶活性和理化性质，在肿瘤治疗领域引起了广泛关注。然而，纳米酶在肿瘤微环境中的低活性导致治疗效果有限。在这里，我们报告了一种集成了 MXene 的纳米酶，它表现出双重催化活性，发挥协同作用以增强肿瘤治疗。MXene 集成纳米酶由负载在 MXene 上的具有双重酶样活性（模拟过氧化氢酶和过氧化物酶）的 CeO2纳米酶组成。在这样的构建体中，CeO2纳米酶的过氧化氢酶和过氧化物酶样活性缓解了肿瘤微环境中的缺氧并提高了氧化应激，过表达的谷胱甘肽 (GSH) 被 CeO 的氧化还原反应消耗2纳米酶。负载CeO2纳米酶的 MXene 可以结合光热效应和双重酶样活性，从而增强肿瘤纳米催化治疗，肿瘤生长抑制 (TGI) 效果达到 92%。负载双活性纳米酶的 MXene 是未来纳米酶催化治疗发展的一种很有前景的材料。

8. Energy & Environmental Materials  (IF 15.112)： Accordion 中的电荷均衡器——MXene 改性层导致球形锂沉积

具有聚合物电解质（PEs）的锂离子电池（LIBs）是高安全性能电池的有希望的候选者。然而，传统的PEs存在电解质-电极界面的兼容性差和高阻抗的问题。在此，我们提出了一种基于界面相容性解决方案的PEs界面改性抑制锂枝晶的方法。我们的策略是通过在阳极侧的 PE 上涂上乙炔黑 (AB) 和 MXene 的改性层来改善界面性能并抑制枝晶的产生。混合导电层（MCL）可以促进Li 3的生成N 和 LiF 具有均匀的电子排列，形成致密的固体电解质界面 (SEI) 层和均匀的锂离子沉积，从而提高电池在循环过程中的性能和稳定性。这项工作代表了具有良好性能的无枝晶 SLIB 的里程碑。

9. Energy & Environmental Materials  (IF 15.112)：用于可穿戴超级电容器和焦耳加热器的 Ti3C2Tx MXene纤维素纳米纤维复合膜的静电自组装

碳化钛纳米片 (MXene) 由于其二维层状结构、高导电性和多功能表面化学特性，在制造高性能电子产品方面具有巨大潜力。然而，将小型 MXene 纳米片组装成可穿戴电子设备的柔性宏观薄膜仍然是一个挑战。在此，我们报告了通过聚乙烯亚胺 (PEI) 诱导的静电自组装策略将 MXene 纳米片和纤维素纳米纤维 (CNF) 分层组装成高性能复合薄膜。受益于 MXene“砖”和 CNF“砂浆”的珍珠层状微观结构，PEI 通过氢键和静电相互作用互锁，复合薄膜具有优异的柔韧性、高拉伸强度和稳定的导电性，这对于可穿戴电子应用是有利的。为了提供概念验证设计，以所制备的复合膜作为电极制造了对称准固态超级电容器，其比电容为 93.9 mF·cm-2在0.1 mA·cm -2的电流密度和不同弯曲状态下几乎恒定的电容行为。此外，该复合薄膜具有电热转化能力和在过氧化氢溶液中完全降解的能力。这些结果表明，静电自组装复合薄膜在开发高度灵活、机械坚固和环保的能量存储和转换装置方面具有很大的前景。

10. Journal of Materials Chemistry A (IF 14.511) :微波辅助快速合成具有增强赝电容的磷酸钛无磷掺杂 Ti3C2 MXene

磷 (P) 掺杂是众所周知的各种能源材料，具有改善的储能性能，但是对于 Ti3C2 MXene，它仍然很少被探索。开发 P 掺杂 Ti3C2 (P-Ti3C2) 的主要瓶颈是在掺杂过程中形成不希望的电化学劣质磷酸钛相。在此，我们首次通过快速微波 (MW) 辅助掺杂法 (P-Ti3C2-MW) 生产不含磷酸钛的 P-Ti3C2 来解决该问题。各种普遍的实验特征，如不同掺杂方法的影响（常规加热与 MW 辅助加热）、使用不同种类的掺杂源、功能化 Ti3C2 (Ti3C2Tx) 与掺杂源的可调混合比（1:0 至 1:15）、MW功率 (500-1000 W) 和时间 (30 秒到 5 分钟。) 已经过优化以获得具有卓越储能性能的不含磷酸钛的 P-Ti3C2-MW。详细的机理研究表明，Ti3C2Tx 和植酸 (PA) 等掺杂源通过静电吸引力的均匀混合。这项工作具有巨大的潜力，可以进一步引起人们对无磷酸钛 P-Ti3C2 基各种适用于能源产生、催化和储能的复合材料的开发的关注。

11. Journal of Materials Chemistry A (IF 14.511)  : 用于敏感应变传感和气体传感的可拉伸、导电和多孔基于 MXene 的多级结构化纤维

可拉伸和导电纤维是可穿戴智能电子产品的理想选择，尤其是可穿戴应变传感器。然而，两个主要挑战严格限制了可穿戴应变传感器的发展：灵敏度和传感范围之间的矛盾，以及电导率和机械性能之间的权衡。在这里，我们设计了一种多级结构化纤维来解决这两个问题。该纤维包含一个多孔传感芯，MXene 涂层微球分布在弹性基质（I 级）中，微结构 MXene 护套具有嵌入皱纹（III 级）图案中的裂纹（II 级）。这些多个传感水平可以协同响应不同大小的拉伸应变，从而在宽传感范围（0-150%）内呈现高灵敏度（从 174 到 298000）。此外，纤维芯内的大孔和护套中的皱纹图案为传感纤维提供了与纯 PU 相似的高拉伸性（~1000%）和低模量（7.6 MPa）以及高导电性。除了应变传感外，这种光纤还适用于其他一些应用，例如气体传感，因为它结合了高导电性和大比表面积。本研究中提出的结构设计策略可以指导未来开发应变敏感纳米材料的工作。由于其结合了高电导率和大比表面积。本研究中提出的结构设计策略可以指导未来开发应变敏感纳米材料的工作。