Mxene(Ti3C2Tx)是一种兼具亲水性和高导电性的新型二维材料，在智能电子器件领域具有广阔的应用前景。然而，尚不清楚类似于氧化石墨烯的MXene的湿度驱动能力。
有鉴于此，哈工大Zhimin Fan报道了一种由水分梯度触发的高电导率均相Mxene薄膜致动器，并揭示了其机理。
文章要点
1）研究人员先通过用盐酸和LiF的混合物对Ti3AlC2进行刻蚀和分层得到Ti3C2Tx Mxene分散体。然后，将MXene分散体在纤维素滤膜上真空辅助过滤制备MXene薄膜，并在常温下干燥后从滤膜上剥离。HAADF-STEM图像显示，MXene薄片尺寸大，表面干净且Ti元素分布均匀。AFM图像显示，MXene薄片的形貌与HAADF-STEM相似，厚度约为1.3 nm。因此成功地制备了大尺寸的单层MXene。
2）在过滤过程中，MXene薄片将以高度有序的方式在界面上凝胶化，在随后的水蒸发过程中会形成垂直于MXene薄片的毛细压力。因此，具有纳米片层排列非常紧密的MXene薄膜为实现湿驱动运动创造了极其有利的条件。此外，MXene薄膜的横截面SEM图像显示，其具有排列良好的层状致密结构且厚度均匀。
3）该驱动器对水分高度敏感，变形量较大，在相对湿度差为65%时，最大弯曲角可达155°。研究人员采用分析方法表明，MXene薄膜的湿度驱动和大变形是由双层结构的非对称膨胀原位形成的。突出的变形和优异的导电性相结合，使该薄膜适用于柔性挖掘机、电动开关等领域，这是使用其他2D材料难以直接实现的。
这项工作进一步拓展了MXene材料的新应用范围，为构建下一代高电导率智能致动器提供了新的机遇。
Jingfeng Wang, et al, Highly Conductive MXene Film Actuator Based on Moisture Gradients, Angew. Chem. Int. Ed., 2020
DOI：10.1002/anie.202003737
https://doi.org/10.1002/anie.202003737
