3D打印技术广泛应用于交通运输、航空航天、工业装备、消费级电子产品、医疗五大领域。二维片层材料具有易于大规模制作、良好的物理化学性质与表面活性等优点，被广泛用于3D打印材料制备领域。然而，如何调控二维片层材料在均相体系中的空间构型是3D打印二维片层材料的一个难题。例如：二维材料片层之间由于缺乏有效的交联调控剪切作用在浆料中的传递，二维材料片层之间较弱的氢键作用导致打印后的电极基质的不均一性，进而降低电子器件后续的使役性能。

　　近期，华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室彭新文教授团队受生物结构中液晶态细胞膜的启发，由脂肪酸作为疏水端，磷酸基团作为亲水端，通过模仿细胞膜中的聚合物磷脂双分子层引入二维片层材料（MXene）网络结构中，制备可3D书写的柔性电极复合材料（图1）。

　　本工作还延续拓展合成了其他两亲性纤维素、半纤维素、木质素等木质生物质大分子，通过与MXene自组装成了一系列两亲生物质/二维片层材料，构建了三维互连的MXene薄片网络，该网络的高粘度、均匀的片状分布特性增强了打印墨水的可打印性，可有效地提高墨水的黏度、剪切应力的传递，并成功应用于3D打印自支撑电极中。该团队提出的两亲性高分子衍生物在剪切变稀作用下对二维材料排列的影响规律，基于3D书写技术调控两亲性衍生物与二维材料微观层状结构的作用机制，为两亲性木质纤维生物质大分子在3D书写/打印制备各类柔性电极提供了重要的理论指导与技术支撑。该团队设计制备的生物质基电极材料已成功应用于超级电容器、金属空气电池、锂离子电池、钠硫电池、锌离子电池等多种储能材料与器件中。

　　该工作以“Cytomembrane-Inspired MXene Ink with Amphiphilic Surfactant for 3D Printed Microsupercapacitors”为题发表在《ACS Nano》上。文章第一作者是华南理工大学史歌博士，共同通讯作者钟林新教授、钟育霖教授。该研究得到国家自然科学基金委、制浆造纸工程国家重点实验室探索项目的支持。

　　文章链接：https://doi.org/10.1021/acsnano.2c05445