激光雕刻MXene花：
期刊：Science Advances (2025)
DOI：10.1126/sciadv.ady0136
创新点
提出“激光构筑”策略，通过飞秒激光液相烧蚀一步法，将MXene与氧化石墨烯（GO）转化为具有仿生花状结构的MXene/TiO₂-rGO（LfMT）复合材料。该设计巧妙地将光敏（TiO₂）与储能（MXene/rGO）功能集成于一体，实现了光能与电化学能的高效协同存储。
制备方法
采用双脉冲飞秒激光（10 ps延迟）在MXene与GO的混合分散液中进行液相烧蚀。通过精确调控激光功率（5-40 mW），利用激光诱导的光热与光化学效应，同步实现GO的还原、MXene的部分氧化及形貌重构，一步合成花状LfMT复合材料。
结构与表征
SEM/TEM证实材料呈300-900 nm的花状分级结构，由MXene、rGO和TiO₂纳米颗粒组成。XPS与Raman光谱表明，激光处理有效还原了GO，并将部分MXene氧化为TiO₂，形成了异质结。COMSOL模拟显示，花状结构边缘具有更强的电场分布，有利于电荷传输。
特征与性能
光电协同增强：光照下电容提升228%，面积电容达717.6 mF cm⁻²。
超高能量密度：体积能量密度达0.518 Wh cm⁻³，功率密度达320.35 W cm⁻³。
优异稳定性：循环12,000次后容量保持率95.3%（光照下为96.81%）。
高效光催化：60分钟内对亚甲基蓝的降解率达93.49%。
应用前景
适用于下一代微型超级电容器、柔性可穿戴电子设备、自供能微系统，为高效利用太阳能进行电化学储能提供了新途径。
研究意义
该工作突破了传统光辅助储能器件中光敏材料与储能材料分离的局限，通过激光技术实现了材料结构与功能的精准构筑，为开发高效、集成的光电化学储能系统提供了普适性设计范式。MXene制备 MXene 激光雕刻 顶刊速推 储能 MXene复合 生化环材 科研绘图