目前，便携式和可穿戴式电子设备的快速发展需要轻量化，小型化和高效率的能量存储单元以及自供电系统。微型超级电容器（MSCs）作为新型储能器件具有功率密度高，循环寿命长，充放电速率快，容易集成到微纳电子系统中作为电源等优点，是一种重要的能源存储装置。然而，在实际应用中操作时，超级电容器的基板和电极材料容易受到外部的各种机械损伤。这限制了器件的可靠性和稳定性，甚至可能导致器件的整体崩溃。如果能够赋予MSCs自修复性能，将可以大大提高器件的寿命和稳定可靠性。
最近，华中科技大学高义华教授和刘逆霜副教授的研究团队制备了一种可自修复的3D微型超级电容器（MSC）。在这项工作中，研究人员报告了一种简单的方法，通过使用3D MXene-rGO复合气凝胶作为电极材料来制造和组装自修复的MSC。首先通过简单的冷冻干燥和激光切割方法来制备MXene-rGO复合气凝胶电极。然后将自修复羧基化聚氨酯（PU）外壳包裹在3D结构的电极上，可获得能够自我修复的3D MSC。MXene-rGO气凝胶在负载释放后，可以从约70％的压缩状态完全恢复到其原始体积。该MSC在1 mV s-1的扫描速率下显示出34.6mF cm-2的高面积电容，并且在15000次循环后电容保持率高达91％，具有出色的循环性能。该器件还具有出色的自修复能力，在第五次修复合后仍保有81.7％的电容。该工作可以为下一代长寿命多功能电子器件的设计和制造提供参考方法，并满足可持续发展的需求。
研究报告发表于《美国化学学会：纳米》杂志。
全文链接：
https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acsnano.7b07528
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