万次弯曲后稳定性仍达98%的超高韧性石墨烯片！

由于对移动设备需求的不断增加，特别是便携式电气设备和灵敏的能源存储系统，柔性复原氧化石墨烯(rGO)薄片正被考虑用于此类使用。然而，朴实的rGO片的主要缺陷是机械性能和电导率差。为移动使用程序优化这些薄片的潜力还没有彻底完成。现在，增强石墨烯片的一种方法是引进不同的界面相互作用，如氢键、离子键、π-π桥接、共价键，组合不同的界面交互。一个要害的应战是设计方法来一起进步柔性移动设备rGO片的机械性能和电导率。最近，新的二维(2D)资料，过渡金属碳化物(Ti3C2Tx, MXenes)，由于其高电导率、大比表面积、优异的电化学性能和杰出的强度而得到广泛的研讨。因而，具有表面终止基(Tx)，例如OH、O和F的MXene纳米薄片是功用化氧化石墨烯片晶的杰出候选资料。

在这里，研讨者演示了经过Ti-O-C共价键取得的聚甲基丙烯酸酯功用化和交联的氧化石墨烯(GO)片晶。在基于挑选的片材制备过程中，MXene和氧化石墨烯之间的反响供给了异质片材连接。经过GO复原后，在相邻rGO片晶之间经过共轭分子(1-氨基戊二烯(AP)-辛二酸二琥珀酰亚胺酯, AD)形成了π-π桥相互作用。至此，涉及Ti-O-C共价键和π-π桥接的协同界面交互作用发生在MXene-功用化石墨烯(MrGO-AD)片中。MrGO-AD显示出超高的耐性(——42.7 MJ m-3)和12.0%的高损坏应变。与此一起，抗拉强度和导电性也得到了相应进步，最高可达——699.1 MPa和——1329.0 S cm-1。

原位拉曼光谱和分子动力学模仿一起揭示了超高耐性是由于Ti-O-C共价键和π-π桥接之间的协同界面交互作用，以及堆叠的MXene纳米片的滑动。此外，广角和小角X射线散射(WAXS和SAXS)表明rGO片晶的取向和MrGO-AD片的致密性都得到了增强。使用MrGO-AD片拼装的柔性超级电容器供给了约——13.0mWh cm-3的体积能量密度和出色的灵敏性，经17000次曲折至180°后，电容坚持率仍可达98%。

图1 物理特性和相互作用。

图2 机械性能特性

图3 石墨烯片的增韧机理。

图4 超级电容器的电化学表征

图5 超级电容器严峻曲折的影响

综上所述，在基于挑选的片材制作过程中，剥离的MXene与剥离的氧化石墨烯之间的反响，能够制造出强度高、超强耐性的资料。由此，得到的MrGO-AD片开发出了高度灵敏的超级电容器，供给高容量储能和高容量发电的组合。