近日，材料學(xué)院張嬌霞、王小京兩位老師聯(lián)合西安電子科技大學(xué)李沛沛老師，以江蘇科技大學(xué)為第一署名單位，我校2024屆研究生余江益為第一作者，在國際知名期刊《Advanced Functional Materials》（1區(qū)top期刊，影響因子18.2）發(fā)表高水平研究論文《A Supercapacitor Driven by MXene Nanofluid Gel Electrolyte Induced the Synergistic High Ionic Migration Rate and Excellent Mechanical Properties》（ https://doi.org/10.1002/adfm.202414934）。

 該工作首次將Ti3C2Tx MXene納米流體引入凝膠電解質(zhì)體系，研究其力學(xué)性能和電化學(xué)性能。首先，由于接枝聚合物長鏈的屏障作用，MXene納米顆粒難以相互靠近，從而阻止了MXene層的團(tuán)聚和氧化。其次，通過共價(jià)交聯(lián)和氫鍵交聯(lián)制備了共雜化MXene納米流體基丙烯酰胺凝膠電解質(zhì)，有效提高了MXen凝膠電解質(zhì)的力學(xué)性能和保水能力。最后，冠層提供了有效的離子傳輸路徑。聚醚胺的醚鍵容易與陽離子的配位結(jié)合，陽離子在聚合物鏈段上不斷絡(luò)合解離，實(shí)現(xiàn)離子的快速轉(zhuǎn)移。共雜化凝膠電解質(zhì)的力學(xué)性能顯著提高(抗拉強(qiáng)度為2.34 MPa，拉伸應(yīng)變?yōu)?/span>1209%)，離子遷移速度加快。分子動(dòng)力學(xué)模擬表明，MXene上豐富的氧原子和接枝的聚醚胺參與了Na+的溶劑化結(jié)構(gòu)，有利于電解質(zhì)離子的解離，同時(shí)分子動(dòng)力學(xué)模擬計(jì)算發(fā)現(xiàn)電解質(zhì)離子的遷移能力增強(qiáng)。

課題組通過該工作的順利實(shí)施，為制備高性能超級電容器提供了新的見解。

撰稿人：余江益；審核人：晏超、劉彬