近日，美国德雷塞尔大学的研究团队开发出一种将二维MXene材料卷曲成一维纳米卷的规模化制备方法，相关成果发表于《先进材料》期刊。该研究由杰出教授尤里·戈戈齐及其团队主导，首次实现了对多种MXene纳米卷形状与化学结构的精确调控，为高性能能源存储、传感及可穿戴器件提供了新型材料基础。

MXene是一种二维导电纳米材料，而本研究通过精密调控化学环境，在多层MXene片材中诱导出表面结构不对称性，产生晶格应变，驱动片层自发剥离并卷曲形成管状纳米卷。该工艺已成功应用于钛 carbide、铌 carbide 等六种MXene体系，可稳定制备10克级产物。一维卷曲结构有效避免了二维片层堆叠导致的纳米限域效应，为离子传输创建了开放通道，显著提升了电荷传输效率。

纳米卷的独特几何结构使其在多个领域展现出优势：在传感应用中，其开放的中空表面易于生物分子或气体吸附，结合高导电性与机械刚性，可产生强而稳定的信号;在可穿戴电子领域，纳米卷既能作为软质聚合物基体的力学增强单元，又能构建稳固的导电网络，实现拉伸下的导电稳定性。此外，研究团队还发现可通过电场调控溶液中纳米卷的取向，为功能纺织品的导电涂覆与纤维增强提供了新途径。

尤为重要的是，该研究在铌 carbide MXene纳米卷中首次观测到宏观自支撑薄膜的超导行为。卷曲过程引入的晶格应变与连续一维结构，可能稳定了超导态，使得MXene的超导特性从粉末样品拓展至可溶液加工、具机械柔性的实用材料形式。这一突破为开发柔性超导互联器、量子传感器及探索低维量子现象奠定了基础，标志着MXene材料从二维向一维结构的演进开启了新的性能与应用维度。

出版详情:作者：张腾等，标题：《MXene卷轴的可扩展合成》，发表于：《先进材料》(2026)。期刊信息：《先进材料》