近日，我院田亚朋、崔鑫炜和王卓森老师在二维限域结构中界面氢键调控与超快质子传输方面取得重要进展。该研究提出了一种边缘配位诱导电子离域调控策略，实现了MXene表面-O位点电子结构和界面氢键强度的协同调节。该机制有效削弱了限域水分子与表面-O端基之间过强的氢键作用，构建了有利于质子连续跳跃迁移的动态氢键网络，促进了二维限域通道中超快质子传输，并提升了MXene基电极的高倍率储能性能。

柔性超级电容器因具有高功率密度、长循环寿命和良好机械柔性，在可穿戴电子和便携式储能器件中具有广阔应用前景。二维MXene材料凭借优异导电性、丰富表面官能团和规整层状结构，被认为是构筑高性能柔性超级电容器的重要电极材料。然而，在酸性电解液中，MXene表面-O端基容易与限域水分子形成过强氢键，导致质子迁移受阻，进而限制其高倍率储能性能。因此，如何调控界面氢键强度、促进质子在二维限域通道中的快速传输，成为提升MXene基电极性能的关键问题。

该研究首次证明了通过边缘配位诱导电子离域，可有效调控MXene限域界面氢键网络并加速质子传输。羧基化碳量子点（CQDs）可选择性锚定于MXene正电性边缘，并形成Ti-O-C共价桥联结构。该结构不仅避免了对MXene层间质子传输通道的破坏，还通过边缘电子耦合调节表面-O位点电子密度，从而削弱限域水分子与表面端基之间过强的氢键作用。结合DFT计算和原位光谱表征，研究团队证明CQDs@MXene中界面氢键被适度弱化，动态氢键网络更加灵活，有利于质子在二维限域通道中快速迁移。优化后的CQDs@MXene-7.5%电极表现出优异的高倍率储能性能，在5 mV s^-1下体积电容达到2507.2 F cm^-3，在1000 mV s^-1下仍保持65.8%的电容保持率，并展现出优异的循环稳定性。该研究为通过界面电子结构调控限域氢键网络、提升二维电极质子传输动力学提供了新的设计思路。

相关成果以“Electronic Delocalization-Confinement Coupling in Edge-Coordinated CQDs@MXene Enables Hydrogen-Bond Modulation for Ultrafast Proton Transport”为题发表在国际顶级学术期刊Advanced Materials上，刘彻、郭凯阳为论文共同第一作者，王卓森、崔鑫炜、田亚朋为共同通讯作者。

文章链接：https://doi.org/10.1002/adma.73570