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AFM：开发无氟碳化钽MXene杂化结构作为超级电容器电极的生物相容性材料

兔兔
2021-05-25

无毒的2D过渡金属碳化物（MXenes）的应用最近在生物电子学领域取得了进展。在第4族过渡金属中，钽比其他MXenes具有更强的生物和物理特性。然而，碳化钽在生物电极上的应用尚未探索。有鉴于此，曼尼托巴大学Sanjiv Dhingra等人通过创新的，简单的且廉价的方案实现了一种新型的Ta4C3Tx MXene-氧化钽（TTO）杂化结构。

 

本文要点：

1）研究结果表明，TTO具有极好的潜力作为长期超级电容器应用的生物电极材料。这种新型电极具有长期的电化学稳定性、优异的体积电容、高的能量/功率密度和充电速率。TTO电极在超过1万次循环中显示出长期稳定性，电容保持率超过90％，在1 mV s-1时的体积电容为447 F cm-3（194 F g-1）。

2）此外，TTO与人类诱导的多能干细胞衍生的心肌细胞、神经前体细胞、成纤维细胞和间充质干细胞具有优异的生物相容性。更重要的是，电化学数据显示，TTO在质量/体积能量和功率密度方面均优于之前报道的大多数生物材料超级电容器。这种新颖的TTO纳米结构可作为尺寸敏感的生物医学能量存储设备中未来应用的首选电极材料。

Alireza Rafieerad et al. Development of Fluorine-Free Tantalum Carbide MXene Hybrid Structure as a Biocompatible Material for Supercapacitor Electrodes. Adv. Funct. Mater. 2021, 2100015.

DOI: 10.1002/adfm.202100015.

https://doi.org/10.1002/adfm.202100015