由于水凝胶在软电子学、人机界面、传感器、致动器和柔性储能等方面的潜在应用,近年来引起了人们极大的兴趣。当二维过渡金属碳化物/氮化物(MXenes)被引入水凝胶体系中时,它们具有了令人印象深刻的亲水性、金属导电性、高纵横比形貌和广泛可调的性能,进而为设计具有可调特定应用性能的MXene基软材料提供了令人兴奋和通用的平台。MXene水凝胶独特的特性,在某些情况下,是由复杂的凝胶结构和凝胶机制决定,因此这需要在纳米级进行深入的研究和工程设计。另一方面,将MXenes配制成水凝胶可以显著提高MXenes的稳定性。此外,通过简单的处理,可以获得MXene水凝胶的衍生物,如气凝胶,进一步扩大了它们的通用性。
近日,阿卜杜拉国王科技大学Husam N. Alshareef综述了MXene水凝胶在扩展水凝胶和MXenes的应用范围以及提高基于MXene的器件性能方面的巨大潜力。
文章要点
1)作者阐明了各种含MXene的水凝胶体系的存在结构,以及它们的凝胶化机理和相互连接的驱动力。
2)作者总结了由于将MXenes集成到水凝胶中而产生的独特特性,与单独使用MXenes或水凝胶相比,MXenes基水凝胶在许多应用(能量储存/收集、生物医学、催化、电磁干扰屏蔽和传感)中表现出更好的性能。
3)作者最后对MXene水凝胶及其衍生物的未来发展方向进行了展望。
Yi-Zhou Zhang, et al, MXene hydrogels: fundamentals and applications, Chem. Soc. Rev., 2020
DOI: 10.1039/d0cs00022a
https://doi.org/10.1039/d0cs00022a