由于對(duì)移動(dòng)設(shè)備需求的不斷增加，特別是便攜式電氣設(shè)備和靈敏的能源存儲(chǔ)系統(tǒng)，柔性復(fù)原氧化石墨烯(rGO)薄片正被考慮用于此類使用。然而，樸實(shí)的rGO片的主要缺陷是機(jī)械性能和電導(dǎo)率差。為移動(dòng)使用程序優(yōu)化這些薄片的潛力還沒(méi)有徹底完成。現(xiàn)在，增強(qiáng)石墨烯片的一種方法是引進(jìn)不同的界面相互作用，如氫鍵、離子鍵、π-π橋接、共價(jià)鍵，組合不同的界面交互。一個(gè)要害的應(yīng)戰(zhàn)是設(shè)計(jì)方法來(lái)一起進(jìn)步柔性移動(dòng)設(shè)備rGO片的機(jī)械性能和電導(dǎo)率。最近，新的二維(2D)資料，過(guò)渡金屬碳化物(Ti3C2Tx, MXenes)，由于其高電導(dǎo)率、大比表面積、優(yōu)異的電化學(xué)性能和杰出的強(qiáng)度而得到廣泛的研討。因而，具有表面終止基(Tx)，例如OH、O和F的MXene納米薄片是功用化氧化石墨烯片晶的杰出候選資料。

在這里，研討者演示了經(jīng)過(guò)Ti-O-C共價(jià)鍵取得的聚甲基丙烯酸酯功用化和交聯(lián)的氧化石墨烯(GO)片晶。在基于挑選的片材制備過(guò)程中，MXene和氧化石墨烯之間的反響供給了異質(zhì)片材連接。經(jīng)過(guò)GO復(fù)原后，在相鄰rGO片晶之間經(jīng)過(guò)共軛分子(1-氨基戊二烯(AP)-辛二酸二琥珀酰亞胺酯, AD)形成了π-π橋相互作用。至此，涉及Ti-O-C共價(jià)鍵和π-π橋接的協(xié)同界面交互作用發(fā)生在MXene-功用化石墨烯(MrGO-AD)片中。MrGO-AD顯示出超高的耐性(——42.7 MJ m-3)和12.0%的高損壞應(yīng)變。與此一起，抗拉強(qiáng)度和導(dǎo)電性也得到了相應(yīng)進(jìn)步，最高可達(dá)——699.1 MPa和——1329.0 S cm-1。

原位拉曼光譜和分子動(dòng)力學(xué)模仿一起揭示了超高耐性是由于Ti-O-C共價(jià)鍵和π-π橋接之間的協(xié)同界面交互作用，以及堆疊的MXene納米片的滑動(dòng)。此外，廣角和小角X射線散射(WAXS和SAXS)表明rGO片晶的取向和MrGO-AD片的致密性都得到了增強(qiáng)。使用MrGO-AD片拼裝的柔性超級(jí)電容器供給了約——13.0mWh cm-3的體積能量密度和出色的靈敏性，經(jīng)17000次曲折至180°后，電容堅(jiān)持率仍可達(dá)98%。

圖1 物理特性和相互作用。

圖2 機(jī)械性能特性

圖3 石墨烯片的增韌機(jī)理。

圖4 超級(jí)電容器的電化學(xué)表征

圖5 超級(jí)電容器嚴(yán)峻曲折的影響

綜上所述，在基于挑選的片材制作過(guò)程中，剝離的MXene與剝離的氧化石墨烯之間的反響，能夠制造出強(qiáng)度高、超強(qiáng)耐性的資料。由此，得到的MrGO-AD片開(kāi)發(fā)出了高度靈敏的超級(jí)電容器，供給高容量?jī)?chǔ)能和高容量發(fā)電的組合。