阳明交通大学陈俊太实验室《自然·通讯》：通过主客体化学桥接制备光响应型 MXene 复合凝胶

　　近年，联合国开发计划署发布了的可持续发展目标（SDGs）宣言，引起了社会对减少有毒废物的日益关注，并且开始思考从弃置的电子设备中提取完好部件以进行再利用的可能。固态材料，如金属导线、硅片和陶瓷，几十年来一直主导着我们日常生活中的电子设备。这些传统组件的机械性质和导电性使它们能够稳定可靠地集成到印刷电路板(PCB)中。然而，在穿戴性电子材料日渐发展的今天，这些被动固态电子器件却也成为了其发展最大的阻碍，主要原因为刚性电子器件通常与柔软的人体皮肤不兼容，并且无法根据周围环境做出适当的响应。毫无疑问的，我们需要反思所使用的电子设备是否足够智能和环保，以满足可持续发展的目标。为了解决这些问题，有望开发一种新的电荷传输路径，以取代传统的被动刚性组件，能够感知环境变化。同时，能够在完整的使用生命周期后可以完整回收再使用，而不是重新制造新的组件。

　　台湾阳明交通大学应用化学系陈俊太实验室提出一种具有可逆相变的光響應性MXene凝膠，可以用作軟性导电组件。MXene凝膠的製备方法结合了偶氮苯分子(Azobenzene, AzoC6), α-环糊精(α-Cyclodextrin, αCD), 以及二維过渡金属碳化物/碳氮化物(MXene)材料，以主客體化學建構而成。其中，AzoC6分子的偶氮苯末端和烷基链可透過超分子作用力被包含在αCD主体的空腔中，从而形成了一種稱為AzoC6@2αCD的独特纳米结构单元。 此外，AzoC6@2αCD也會被束缚在 MXene 纳米片的表面上，并在 MXene 的納米夾层之间自组装成雙層层状结构。通过紫外光或可见光的照射，MXene凝膠會发生可逆的光响应相变，从而实现简单的可重新编程或可重新配置的电荷传输路径。此研究应用详细的 NMR、2D-ROESY、XPS、WAXS 和 SAXS 等儀器来研究 MXene凝膠的微观结构。同時，通过将 MXene凝膠应用到固态电路中作为光控开关来演示其應用概念。

　　生活在全球变化的时代，具有智能和环保特性的电子组件变得至关重要，它们能够感知环境，在需要时进行回收或重新编程，以促进可持续发展。与固态电子学相比，具有多功能性的复合水凝胶是有希望的候选材料。本文提出的MXene 凝胶策略通过超分子桥接制备具光响应的导电材料，提供了功能性软性电子材料全新的研究思路，相关论文在线发表于Nature Communications上。

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