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近日，電子科技大學王焱課題組在國際知名期刊Sensors and Actuators B: Chemical上發表題為「Printing Assembly of Flexible Devices with Oxidation Stable MXene forHigh Performance Humidity Sensing Applications」的文章。該工作提出了一種抗壞血酸鈉表面修飾的MXene（SA-MXene）複合材料，討論了基於該複合材料的功能油墨所展現出的良好穩定性和抗氧化性，介紹了結合絲網印刷技術印製所組裝的柔性器件在高性能濕度傳感方面的應用。
研究速覽
過渡金屬碳化物和碳氮化物MXenes由於其化學活性表面上豐富的親水活性位點，已發展成為具有吸引力的濕度敏感納米材料。然而，MXenes在潮濕空氣或水中表現出的低穩定性限制了它們的長期儲存和廣泛應用。這項工作提出了一種抗壞血酸鈉表面修飾的MXene（SA-MXene）複合材料，它將抗壞血酸離子與通過最小密集層分層（MILD）工藝合成的Ti3C2TxMXene相結合。用抗壞血酸鈉對MXene進行合成和修飾以獲得SA-MXene已被證明是避免Ti3C2Tx MXene材料被氧化的可行方法。所製備的SA-MXene複合材料被配製成絲網印刷油墨，儘管在環境溫度下儲存30天後仍具有較高的穩定性和抗氧化性。此外，通過絲網印刷技術，將SA-MXene油墨作為濕度敏感層組裝在由無電沉積（ELD）工藝製備的叉指電極上以形成柔性濕度傳感器。因此，SA-MXene傳感器在濕度傳感方面顯示出顯著潛力，具有超高的相對電容響應（131.4%，對應於97% RH）和在寬檢測範圍內的快速響應時間。這項工作代表了開發SA-MXene以製造基於MXene的高靈敏度傳感器的有前景的策略。
研究要點
研究要點1：
本文通過抗壞血酸鈉表面修飾MXene以獲得SA-MXene複合材料，證明了是避免Ti3C2Tx MXene材料氧化的可行方法，進一步將SA-MXene配製成適合絲網印刷的功能油墨，在環境溫度下儲存30天後仍具有高穩定性和抗氧化性。
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研究要點2：
本文詳細討論了通過印刷組裝的柔性SA-MXene傳感器在濕度傳感方面顯示出的良好性能，具有超高的相對電容響應、在寬檢測範圍內的快速響應和抗彎曲性能。SA-MXene傳感器可以記錄與人類語言和呼吸的實時監測相對應的濕度波動，表明製備的濕度傳感器在基於濕度變化的監測系統中具有潛在的應用。
圖 3. (a)SA-MXene傳感器在不同濕度條件下的電容響應；(b)SA-MXene傳感器的靈敏度與相對濕度的關係；(c)SA-MXene傳感器在11% RH和97% RH濕度條件之間的響應和恢復曲線；(d)SA-MXene傳感器在11% RH和97% RH之間5個循環的動態響應曲線；(e)不同彎曲角度下SA-MXene傳感器的電容變化；(f)SA-MXene傳感器在人們交談時能夠實時監測對不同音節的濕度波動。
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