据GRAND VIEW RESEARCH报道，可穿戴电子产品的市场规模在2022年达到610亿美元，并保持快速增长。储能电子设备作为可穿戴电子产品的“心脏”受到了广泛关注。纤维状超级电容器具有质量轻、柔性好、可编织、循环寿命长、充放电速度快等优势，作为电荷存储和能源供给系统在可穿戴电子设备的应用中展现出巨大潜力。MXene因其具有良好的导电性和较高的理论容量，成为纤维状超级电容器理想材料之一。然而，Ti₃C₂T_X纳米片间弱的界面结合作用使得湿法纺丝技术在制备MXene纤维中存在挑战，同时获得的纤维材料机械强度低。为了提高MXene纤维的力学性能，研究人员一般采用聚合物作为粘结剂来增强Ti₃C₂T_X纳米片之间的界面相互作用，进而提高应力传递效率。但是，Ti₃C₂T_X纳米片的负载量和MXene纤维的导电性会受到严重影响，不可避免地导致MXene纤维体积容量降低和电化学动力学缓慢。

  图1展示了MXene-CMC复合纤维的制备流程，CMC分子与Ti₃C₂T_X纳米片之间通过氢键作用形成仿贝壳的“砖-泥”结构。 

  图2对湿法纺丝制备的MXene复合纤维进行了表征，证实了CMC在MXene复合纤维中发挥间隔剂和连接剂的作用。 

  图3探究了界面作用和层间距对湿法纺丝制备的MXene复合纤维力学性质、电导率以及电化学性质的影响。 

  图4对湿法纺丝制备的MXene复合纤维电化学动力学进行测试，证明M-CMC-1%复合纤维具有最快的离子传递速度。 

  图5表征了MXene-CMC全固态对称纤维状超级电容器的电化学性能并展示了其潜在应用。 

  该工作以“Nacre-Inspired Strong MXene/Cellulose Fiber with Superior Supercapacitive Performance via Synergizing the Interfacial Bonding and Interlayer Spacing”为题发表在《Nano Letters》上（DOI:10.1021/acs.nanolett.3c01307）。文章第一作者是南京工业大学博士生王慧芳，该研究得到国家自然科学基金的支持。

  原文链接：https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.3c01307

作者简介：

第一作者：王慧芳，南京工业大学2021级柔性电子（未来技术）学院/先进材料研究院博士研究生，主要研究方向为功能纤维在可穿戴器件中的应用。以第一作者在Applied Surface Science、Nano Letters期刊上发表SCI论文2篇。

通讯作者：孙庚志，南京工业大学先进材料研究院教授、博士生导师、江苏特聘教授。近年来在Angewandte Chemie-International Edition、Advanced Materials、Materials Today、Advanced Functional Materials、ACS Nano等国际期刊发表SCI论文170余篇，6篇入选ESI高被引论文，1篇入选热点文章。先后主持国家自然科学基金2项、江苏省自然科学基金1项、江苏省六大人才高峰B类项目。长期担任Nature Communications、Advanced Materials、Advanced Energy Materials等国际期刊的审稿人。

  课题组网页：http://iam.njtech.edu.cn/info/1031/3476.htm

  欢迎具有材料、化学、物理、电子背景的研究生、博士后加盟本课题组！请将简历、求职信和研究报告，发送至iamgzsun@njtech.edu.cn

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