MXENE 2D المواد

MXENE هو فئة من المركبات غير العضوية ثنائية الأبعاد في علوم المواد. تتكون هذه المواد من الكربيد المعدنية الانتقالية أو النيتريد أو نيتريدات الكربون عدة طبقات ذرية سميكة. تم الإبلاغ لأول مرة في عام 2011 أن مواد mxene لديها الموصلية المعدنية للكربيدات المعدنية الانتقالية لأنها تحتوي على مجموعات الهيدروكسيل أو الأكسجين الطرفي على أسطحها.
من الناحية المورفولوجية ، يشبه mxene هيدروجيل سحق بين أكاسيد المعادن ، ويقوم بإجراء الكهرباء بشكل جيد بحيث يمكن أن يحل محل النحاس والألمنيوم في الأسلاك ، بحيث تتحرك الأيونات بمقاومة أقل بكثير.
إن أهمية الاختراق التكنولوجي لـ MXENE ليست فقط لتقليل وقت الشحن للهواتف المحمولة. يعتقد البروفيسور غاو قوقي ، المسؤول عن المشروع البحثي ، أن التطبيق الحقيقي لـ MXENE يمكن أن يمتد أيضًا إلى السيارات الكهربائية وتعزيز تعميم هذه المركبات.
يحتوي mxene الاصطناعية التي أعدها حفر HF على مورفولوجيا تشبه الأكورديون ، فهي mxene متعددة الطبقات (ML-mxene) ، أو عندما تسمى أقل من 5 طبقات mxene طبقة رقيقة (fl-mxene). نظرًا لأن سطح mxene يمكن إرفاقه بالمجموعات الوظيفية ، يمكن تسمية Mn+1xntx (حيث يمكن تسمية T هي المجموعة الوظيفية ، O ، F ، OH) بالطريقة المعتادة.
يمكن تحضير MXENE عن طريق حفر الطور الأقصى ، والذي يحتوي عادةً على أيونات الفلوريد مثل حمض الهيدروفلوريك (HF) ، أو فلوريد الهيدروجين الأمونيوم (NH4HF2) ، أو حمض الهيدروكلوريك (HCL) مع خليط من فلوريد الليثيوم (LIF). على سبيل المثال ، يمكن للحفر ti3alc2 في درجة حرارة الغرفة في محلول مائي HF إزالة الذرة A (AL) بشكل انتقائي ، في حين أن سطح طبقة الكربيد ينتج ذرات الطرفية O و OH و/أو F.
TI4N3 هو مادة نيتريد MXENE الوحيدة التي تم الإبلاغ عنها تم تصنيعها ، ولديها طريقة تحضير مختلفة من مادة كربيد MXENE. لتوليف TI4N3 ، MAX Phase TI4ALN3 والفلوريدات المنتهية (الفلوريد الليثيوم ، فلوريد الصوديوم ، فلوريد البوتاسيوم) ، يجب علاجهم في درجات حرارة عالية. يمكن أن تؤدي هذه الطريقة إلى تآكل الألمنيوم ، مما يترك طبقات متعددة من TI4N3 ، ثم غمرها في الموجات فوق الصوتية لمحلول هيدروكسيد رباعيات الأميون ، يمكن تقسيمها إلى طبقات واحدة أو رقيقة (طبقات قليلة).