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  據GRAND VIEW RESEARCH報道，可穿戴電子產品的市場規(guī)模在2022年達到610億美元，并保持快速增長。儲能電子設備作為可穿戴電子產品的“心臟”受到了廣泛關注。纖維狀超級電容器具有質量輕、柔性好、可編織、循環(huán)壽命長、充放電速度快等優(yōu)勢，作為電荷存儲和能源供給系統在可穿戴電子設備的應用中展現出巨大潛力。MXene因其具有良好的導電性和較高的理論容量，成為纖維狀超級電容器理想材料之一。然而，Ti₃C₂T_X納米片間弱的界面結合作用使得濕法紡絲技術在制備MXene纖維中存在挑戰(zhàn)，同時獲得的纖維材料機械強度低。為了提高MXene纖維的力學性能，研究人員一般采用聚合物作為粘結劑來增強Ti₃C₂T_X納米片之間的界面相互作用，進而提高應力傳遞效率。但是，Ti₃C₂T_X納米片的負載量和MXene纖維的導電性會受到嚴重影響，不可避免地導致MXene纖維體積容量降低和電化學動力學緩慢。

  圖1展示了MXene-CMC復合纖維的制備流程，CMC分子與Ti₃C₂T_X納米片之間通過氫鍵作用形成仿貝殼的“磚-泥”結構。 

  圖2對濕法紡絲制備的MXene復合纖維進行了表征，證實了CMC在MXene復合纖維中發(fā)揮間隔劑和連接劑的作用。 

  圖3探究了界面作用和層間距對濕法紡絲制備的MXene復合纖維力學性質、電導率以及電化學性質的影響。 

  圖4對濕法紡絲制備的MXene復合纖維電化學動力學進行測試，證明M-CMC-1%復合纖維具有最快的離子傳遞速度。 

  圖5表征了MXene-CMC全固態(tài)對稱纖維狀超級電容器的電化學性能并展示了其潛在應用。 

  該工作以“Nacre-Inspired Strong MXene/Cellulose Fiber with Superior Supercapacitive Performance via Synergizing the Interfacial Bonding and Interlayer Spacing”為題發(fā)表在《Nano Letters》上（DOI:10.1021/acs.nanolett.3c01307）。文章第一作者是南京工業(yè)大學博士生王慧芳，該研究得到國家自然科學基金的支持。

  原文鏈接：https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.3c01307

作者簡介：

第一作者：王慧芳，南京工業(yè)大學2021級柔性電子（未來技術）學院/先進材料研究院博士研究生，主要研究方向為功能纖維在可穿戴器件中的應用。以第一作者在Applied Surface Science、Nano Letters期刊上發(fā)表SCI論文2篇。

通訊作者：孫庚志，南京工業(yè)大學先進材料研究院教授、博士生導師、江蘇特聘教授。近年來在Angewandte Chemie-International Edition、Advanced Materials、Materials Today、Advanced Functional Materials、ACS Nano等國際期刊發(fā)表SCI論文170余篇，6篇入選ESI高被引論文，1篇入選熱點文章。先后主持國家自然科學基金2項、江蘇省自然科學基金1項、江蘇省六大人才高峰B類項目。長期擔任Nature Communications、Advanced Materials、Advanced Energy Materials等國際期刊的審稿人。

  課題組網頁：http://iam.njtech.edu.cn/info/1031/3476.htm

  歡迎具有材料、化學、物理、電子背景的研究生、博士后加盟本課題組！請將簡歷、求職信和研究報告，發(fā)送至iamgzsun@njtech.edu.cn

  下載：Nacre-Inspired Strong MXene/Cellulose Fiber with Superior Supercapacitive Performance via Synergizing the Interfacial Bonding and Interlayer Spacing