摘要：基于二维纳米材料MXene的导电水凝胶,已成为柔性可穿戴传感器领域的非常有前景的材料.在这些应用中,制备同时具有高韧性、超弹性、低滞后性、自粘性和多种感官功能的凝胶至关重要.然而,MXene纳米片在水介质中容易重新堆积,不可避免会被氧化,以及MXene和凝胶网络之间薄弱的界面结合等问题,使得MXene基水凝胶几乎不可能实现上述多种性能.在文中,我们将明胶改性的MXene引入到聚丙烯酰胺(PAAm)水凝胶中,制备了一种导电的MXene-复合聚合物(MCP)水凝胶,用于制造多功能传感器.明胶的存在不仅通过形成一个保护鞘大大改善了MXene纳米片的稳定性,而且作为分子胶还在很大程度上增强了MXene和水凝胶网络之间的界面相互作用.因此,MCP水凝胶表现出高强度(430 k Pa)、显著的可拉伸性(1100%)、低滞后性(在500%的循环拉伸下滞后率<10%)和良好的可重复粘附性.所得的基于MCP水凝胶的多功能传感器显示出高应变灵敏度,工作范围大(GF=8.83,最高1000%),实现了对各种人体运动的检测.此外,所制备的传感器还具有卓越的热敏能力(1.110/℃),可用于测量体温.这一策略为设计高性能MXene基水凝胶提供了新的思路.

摘要：可响应多种机械激励模式且具有较高灵敏度的柔性传感器在电子皮肤、健康监测等领域具有重要意义.而模仿皮肤的多信号响应,如应变和温度,仍然是一个重要的挑战.因此,本文设计了具有韧性与导电性的多功能离子交联水凝胶.通过将丙烯酰胺与N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵交联,可制备出具有高力学强度特性的化学凝胶,交联时加入Ca^(2+),Mg^(2+)0,Al^(3+)等盐类物质赋予水凝胶双层网络,使这种离子型双网络水凝胶具有优良的导电特性.这种双层网络结构使离子水凝胶表现出优异的力学性能.此外,含有Ca^(2+)离子的复合水凝胶最大拉伸可以达到1100%,并表现出超高的灵敏度(Sp=10.690 MPa^(-1)).所获得的水凝胶能够实现可穿戴应力传感器的制备并跟踪监测人体运动,有希望进一步拓展到人机交互以及智能人体健康检测等领域.

摘要：光催化制氢被认为是一种有效获得清洁可持续能源的方法.常规光催化制氢使用的助催化剂(如Pt)具有成本高和难以获得的缺点.本文设计并制备了三元纳米复合材料MXene@Au@Cd S,可用于高效光催化制氢.MXene@Au@Cd S的氢气产生率为17070.43μmol g^-1h^-1(测试时间2 h),是纯Cd S纳米材料的1.85倍.MXene@Au@Cd S优异的制氢性能归因于:(i)MXene为Au和Cd S纳米颗粒提供了更多的活性吸附位点和反应中心.(ii)金的强表面等离子体共振协同效应使得Cd S的光学响应范围增大.本工作解决了光催化剂表面官能团之间的固态连接问题,并在制氢过程中实现了快速界面电荷转移和长期稳定性.