美国德雷塞尔大学的研究团队开发了一种可扩展方法，将MXene材料转化为微小纳米卷轴，有效提升了电池和传感器性能。这项成果发表在《Advanced Materials》期刊上。

研究团队将平坦的MXene薄片卷曲成管状纳米卷轴，这些结构比普通水管薄约一万倍。相比传统二维形态，一维卷轴结构能减少离子移动阻力，在电池和海水淡化系统中实现更高效的离子传输。Yury Gogotsi博士解释：“二维形态适用于某些应用，但一维形态在某些场景中更具优势，如同钢板与金属管的区别。”

通过调整化学环境，研究人员利用水改变MXene表面化学性质，触发Janus反应产生内部应变，促使薄片剥离并卷曲成卷轴。该方法已成功应用于六种MXene类型，包括碳化钛、碳化铌等，可稳定生产10克具有可控性质的纳米卷轴。

纳米卷轴的开放管状结构提高了导电性和机械强度，使分子更容易接触材料表面，增强了传感能力。Teng Zhang博士表示：“卷轴结构为离子传输创造了‘高速公路’，避免了二维薄片的限制效应。”这种特性使其在生物传感、气体传感器和电化学电容器中具有应用潜力。

在可穿戴电子和智能纺织品领域，纳米卷轴能增强材料强度并保持导电网络，通过电场控制可实现与纤维对齐，制造耐用导电涂层。研究人员还发现碳化铌卷轴首次在宏观薄膜中实现超导性，为量子计算和传感器提供了新可能。

出版详情：作者：Teng Zhang, Benjamin Chacon, Danzhen Zhang, Aidan Cotton, Yihui Zhang, Yuan Zhang, Stefano Ippolito, Francesca Urban, Tetiana Parker, Lingyi Bi, Kateryna Shevchuk, Kyle Matthews, Eric A. Stach, Yury Gogotsi；标题：《Scientists turn MXene into tiny nanoscrolls that supercharge batteries and sensors》；发表于：《Advanced Materials》(2026)。