MXENE: naujas įvairių naujų medžiagų kūrimo metodas

MXENE yra dvimačių neorganinių junginių klasė medžiagų moksle. Šias medžiagas sudaro pereinamieji metaliniai karbidai, nitridai arba anglies nitridai, stori keli atominiai sluoksniai. Pirmą kartą jis pasirodė 2011 m., Nes „Mxene“ medžiagos turi pereinamųjų metalų karbidų metalų laidumą dėl hidroksilo grupės arba galinio deguonies ant jų paviršiaus. Jis plačiai naudojamas superkondensatoriuose, baterijose, elektromagnetiniuose trukdžių ekrane ir kompozicinėse medžiagose. Pavyzdžiui, skirtingai nuo įprastų baterijų, medžiaga suteikia daugiau kanalų jonų judėjimui, labai padidindama jonų judėjimo greitį.

Mokslininkai sukūrė mxeno medžiagas, kurios sintezuoja substratus iš atitinkamos maksimalios fazės, paprastai selektyviai išgraviodami pagrindinės grupės A elementą, kur M žymi pereinamąjį metalą, x žymi anglies ar azoto, o pagrindinės grupės elementas gali apimti aliuminį, gallililiją, silicį, silikoną. , ir kiti elementai. Tyrėjai paprastai atlieka ėsdinimą vandeniniame vandenilio fluoro (HF) tirpale, kad MXENE būtų fluoro, deguonies ir hidroksido funkcinių grupių mišinys.

Skirtingai nuo kitų dvimačių medžiagų, tokių kaip grafenas ir pereinamasis anglies dihalidai, paviršiai, funkcinės grupės taip pat gali būti chemiškai modifikuotos. Ankstesni tyrimai parodė, kad selektyvus mxeno nutraukimas su skirtingomis paviršiaus grupėmis gali sukelti puikias savybes, įskaitant suderinamas darbo funkcijas ir dvimatį feromagnetizmą. Kovalentinis substratų funkcionalizavimas leis atrasti naujas kryptis, skirtas racionaliai projektuoti dvimates funkcines medžiagas.

Paviršinės funkcinės grupės dvimatėse pereinamuosiuose metaliniuose karbiduose gali atlikti įvairias chemines transformacijas, kad būtų lengviau naudoti platų mxeno medžiagų diapazoną. Čikagos universiteto ir Argonne nacionalinės laboratorijos chemijos, fizikos ir nanomedžiagų mokslininkų tyrimų komanda sukūrė ir sukūrė naują „Mxene“ sintezės kelią. Jie montuoja ir pašalina paviršiaus grupes per pakeitimo ir pašalinimo reakcijas išlydytose neorganinėse druskose. The team successfully synthesized MXene with surface ends of oxygen, imide, sulfur, chlorine, selenium, bromine and tellurium with unique structural and electronic properties, and these surface groups can also control the interatomic distance in the MXene lattice to show superconductivity dependent on the surface grupės.