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二维材料Fronrier
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作为二维纳米材料家族的一员，过渡金属碳化物、氮化物和碳氮化物（MXenes）展示出优异的电化学、电学、光学和机械性能，广泛地应用在能源储存、电子、光电、生物医学、传感器和催化等领域。相比于其他二维材料，MXenes拥有独特的超高的金属导电率、优异的分散性和亲水性等特性，特别适合作为印刷墨汁。印刷及印刷前后的涂层方法是一系列简单、经济、多功能、环保的MXenes基器件的制造技术。此外，印刷可以实现高度适用于各种应用场合的复杂的3D架构和多功能性。通过印刷喷涂和图案喷涂，在三维空间中精细的图案化可以极大的提高MXenes的性能和应用范围；因此，印刷/涂层技术不仅是一种器件制造工具，也是一种实现新器件应用以及工业化的手段。
成果简介
近日，阿卜杜拉国王科技大学的Husam N. Alshareef教授在国际顶级期刊Advanced Materials发表了题目为“MXene Printing and Patterned Coating for Device Applications”的论文。讨论了MXenes墨汁的制备以及其流变性的调整和妥善储存它们的方法，并介绍了各种MXenes的印刷/涂层技术。探讨了近期在印刷和图案化涂层方面关于储能、电子、光电子、传感和驱动等领域的应用。最后，提出了这一领域的现状和未来发展方向的看法。
图 1 实现MXene印刷/涂层器件的关键元素。
图 2 自上而下制备MXene的方法。
图 3 MXene分散液的粘度测试。
图 4 图案化MXene薄膜的主流打印/涂层技术。
表 1 MXene基超级电容器的最新进展。
图 5 喷墨和挤出印刷MXene墨汁的示意图。
图 6 MXene基超级电容器的CV曲线。
图 7 印模超级电容器的原理图。
图 8 3D打印架构的示意图。
图 9 双面MSCs的制备。
图 10 Si/MXene复合电极的制备。
图 11 3D打印技术原理图。
图 12 在喷墨打印过程中蛋白介导的MXene纳米片自组装示意图。
图 13 一组图案化的MXene纳米颗粒的示意图。
图14 在玻璃上制备MXene图案的转移印刷过程的示意图。
图 15 叶片结构的示意图。
结 论
回顾了近年来MXenes用于储能、电子、光电子、传感和驱动等的快速成形方面的进展。印刷/涂层技术与有关的特殊问题也进行了讨论。最后，墨汁和印刷/涂布工艺的详细优化的研究已迫在眉睫。精细化印刷成型能力将有望实现设备性能好、制造成本低、易集成以及MXenes基器件的微型化。
原文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201908486
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