安徽大学王思亮团队突破二维材料柔性储能与传感技术

安徽大学岳阳/王思亮团队在MXene材料研究前沿取得系列重要突破，研究成果覆盖能源存储与柔性传感两大关键领域，为新型电子器件的发展奠定了坚实的理论基础和技术路线。近期该团队在材料科学顶级期刊连续发表四篇标志性论文，系统阐释了MXene材料在离子传输优化、压力传感、集成系统及多孔结构设计等方面的原创性工作。 针对厚电极结构中离子传输效率不足这一行业痛点，研究团队创新性地提出梯度纳米限域MXene电极设计策略。通过精心调控分子层面间距与面内介孔结构的协同效应，并结合独特的原位去质子化-再质子化技术实现通道扩展，成功制备出厚度达400微米的电极材料。该电极创造出20.7 F/cm²的纪录性面电容性能，突破性成果发表于《Advanced Materials》。这项仿生设计理念汲取了自然界分级运输系统的智慧，巧妙攻克了厚电极中离子纵向传输效率低这一世界性难题。 在柔性智能传感方向，团队从人体皮肤的感知机制获得灵感，开创性地研发了基于渗透能驱动的二维纳米流体压力传感器。通过精准调控离子的选择性迁移行为，该器件实现了13.1V的卓越电压输出和115ms的超快响应速度，检测压力范围扩展至360kPa。配合深度学习的智能算法，手势识别准确率显著提升至95.78%，为人机交互技术开辟了新路径。这项载于《Advanced Materials》的研究成果，确立了自供能传感系统的新型技术范式。 着眼于实际应用需求，团队进一步开发出革命性的3D集成触觉传感系统，该系统采用创新的多孔MXene浆料技术，每个垂直单体单元均兼具微型超级电容器与压力传感器的双重功能。通过优化的刮刀涂覆与压印工艺制备的大面积柔性器件，展现出优异的机械柔韧性、超低功耗特性和长期稳定性。典型应用案例中，该技术结合深度学习算法实现的智能门禁系统，能够依据独特的按压行为特征进行精准身份认证，相关研究成果已在《Nano-Micro Letters》正式发表。 在材料基础理论研究方面，团队完成了一项开创性的综述研究，系统梳理了MXene材料多尺度孔结构的设计策略，深入揭示了微孔、介孔和大孔之间的协同作用机制。这篇发表在《Materials Today》上的权威综述，详尽阐明了不同孔径结构对离子传输动力学、活性位点暴露效率及电解液浸润性的调控规律，为MXene材料的结构设计建立了系统的理论框架。 这一系列研究成果构成了从基础科学到应用技术的完整创新链，不仅大幅拓展了MXene材料在能源存储与智能传感两大领域的应用前景，更为未来柔性电子器件的集成化发展提供了关键性技术突破。研究团队采用跨学科协同创新的方法，在材料分子设计、制备工艺创新和系统集成领域构建了完善的技术体系。