Ionically Active MXene Nanopore Actuators.
Ionically Active MXene Nanopore Actuators.
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DOI：
10.1002/smll.202105857
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发表时间：
2022-03
期刊：
影响因子：
13.3
通讯作者：
Wanunu, Meni
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Mojtabavi, Mehrnaz;Tsai, Wan-Yu;VahidMohammadi, Armin;Zhang, Teng;Gogotsi, Yury;Balke, Nina;Wanunu, Meni
将阳离子可逆地电化学嵌入到2D材料的层间空间中诱导了其中可调的物理和化学性质。在MXenes中，最近开发的一大类2D碳化物和氮化物、低嵌入能量、高存储电容和各种阳离子的可逆嵌入已经导致它们在传感和能量存储应用中的改进的性能。在本文中，报道了一种耦合的纳米孔-致动器系统，其中无支撑的MXene膜用作纳米孔支撑膜和离子活性致动器。在该系统中，电场中的非接触式MXene膜通过阳离子在各个MXene薄片之间的嵌入（脱嵌）来影响阳离子在电场中的移动。这导致通过纳米孔的离子电导监测的膜的可逆溶胀和收缩。这种独特的纳米孔与机械驱动系统相结合，可以为设计纳米级单分子生物传感平台提供新的见解。
Reversible electrochemical intercalation of cations into the interlayer space of 2D materials induces tunable physical and chemical properties in them. In MXenes, a large class of recently developed 2D carbides and nitrides, low intercalation energy, high storage capacitance, and reversible intercalation of various cations have led to their improved performance in sensing and energy storage applications. Herein, a coupled nanopore-actuator system where an ultrathin free-standing MXene film serves as a nanopore support membrane and ionically active actuator is reported. In this system, the contactless MXene membrane in the electric field affects the cation movement in the field through their (de)intercalation between individual MXene flakes. This results in reversible swelling and contraction of the membrane monitored by ionic conductance through the nanopore. This unique nanopore coupled to a mechanical actuation system could provide new insights into designing single-molecule biosensing platforms at the nanoscale.
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