基于预聚合的多多巴胺和聚乙烯胺交叉连接的MXene层通过多键相互作用的高强度NACRE类复合膜

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 纳米技术 纳米技术
• 电化学 电化学 电化学

背景情况:

• 在可穿戴电子和其他领域,对高强度,灵活电极的需求日益增加.
• 当前材料在实现强度和灵活性方面的局限性.
• 灵感来自于天然的层次结构和多重结合相互作用.

研究的目的:

• 使用预聚合聚多巴胺和聚乙烯胺交联的MXene层 (p-DEM) 制造强大的,类似于NACRE的复合膜.
• 通过结,共价结合和静电相互作用实现协同效应,以提高材料性能.
• 探索这些复合膜在柔性电子和能源存储方面的潜力.

主要方法:

• 通过将MXene层与预聚合的聚多巴胺和聚乙烯胺交叉连接而制造复合薄膜.
• 复合膜的抗拉强度,储能能力和速率性能的表征.
• 使用制造的复合膜作为电极的对称超级电容器装置的组装和测试.

主要成果:

• 对于p-DE0.5M复合膜,达到302MPa的高抗拉强度,比普通MXene膜高10.8倍.
• 证明了优越的储能能力 (~1218F cm−3 在5 mV s−1) 和速率性能 (81.3% 容量保留在1000 mV s−1).
• 超级电容器在各种曲状态 (0-180°) 和重复曲周期 (1000) 下表现出稳定的性能.

结论:

• 开发的类似的复合膜具有特殊的强度和电化学性能.
• 协同的多结合相互作用是MXene基膜增强性能的关键.
• 这些材料在柔性电子,人工智能和组织工程领域的应用方面显示出显著的前景.