近日，材料科学与工程学院田维乾组研发了新型纳米纤维素基强韧离子-电子双导水凝胶膜，并将其作为界面层用于稳定锌离子电池锌负极。相关研究成果以“Tough MXene-Cellulose Nanofibril Ionotronic Dual-Network Hydrogel Films for Stable Zinc Anodes”为题发表在国际纳米科学综合刊ACS Nano。该论文的第一完成单位是中国海洋大学，学院田维乾、王焕磊为通讯作者，2022级材料工程专业硕士研究生刘孟宇为第一作者。
论文题目及收录信息
该研究设计构筑了一种MXene-CNF基强韧离子-电子双导水凝胶膜，其面内韧性高达18.39 MJ m-3，面内/外杨氏模量分别达0.85 GPa和3.65 GPa，离子/电子导电率为0.52 mS cm−1/1.53 S cm−1；该水凝胶膜对Zn2+表现出高结合能（1.33 eV）和低迁移能垒（0.24 eV），有效促进了Zn2+的均匀沉积。研究结果表明，该MXene-CNF基强韧离子-电子双导水凝胶膜所呈现的强力学-导离子-导电子耦合性能，有效协同调控了锌负极表面的应力场-离子场-电子场分布，显著抑制了锌枝晶的生长，提升了锌离子全电池的循环稳定性。
纳米纤维素基强韧离子-电子双导水凝胶膜及应用分析
该研究是田维乾组与瑞典皇家理工学院KTH、美国Drexel大学在前期纳米纤维素基强韧离子-电子双导水凝胶膜领域国际合作的基础上（Advanced Materials 2023, 35, 2301163，中国海洋大学为通讯作者单位），取得的新进展。该系列工作得到山东省泰山学者青年专家、国家自然科学基金青年基金、山东省自然科学基金优秀青年基金（海外）、中国海洋大学青年英才工程项目的资助。
文/图：刘孟宇
相关链接：
https://doi.org/10.1021/acsnano.5c01497
https://mse.ouc.edu.cn/2022/0110/c32460a495303/page.htm
