Mxene 2D υλικό

Το Mxene είναι μια κατηγορία δισδιάστατων ανόργανων ενώσεων στην επιστήμη των υλικών. Αυτά τα υλικά αποτελούνται από καρβίδια μεταβατικών μετάλλων, νιτρίδια ή νιτρίδια άνθρακα αρκετά παχιά ατομικά στρώματα. Αναφέρθηκε για πρώτη φορά το 2011 ότι τα υλικά Mxene έχουν τη μεταλλική αγωγιμότητα των μεταβατικών μεταλλικών καρβιδίων επειδή έχουν υδροξυλικές ομάδες ή τερματικό οξυγόνο στις επιφάνειές τους.
Μορφολογικά, το mxene είναι σαν μια υδρογέλη σπορά μεταξύ των μεταλλικών οξειδίων και διεξάγει ηλεκτρική ενέργεια τόσο καλά ώστε να μπορεί να αντικαταστήσει το χαλκό και το αλουμίνιο σε καλώδια, έτσι ώστε τα ιόντα να κινούνται με πολύ λιγότερη αντίσταση.
Η σημασία της τεχνολογικής επανάστασης του Mxene δεν είναι μόνο η μείωση του χρόνου φόρτισης των κινητών τηλεφώνων. Ο καθηγητής Gao Guoqi, ο οποίος είναι υπεύθυνος για το ερευνητικό πρόγραμμα, πιστεύει ότι η πραγματική εφαρμογή της Mxene θα μπορούσε επίσης να επεκταθεί σε ηλεκτρικά οχήματα και να προωθήσει τη διάδοση τέτοιων οχημάτων.
Το συνθετικό mxene που παρασκευάζεται με HF etching έχει μορφολογία που μοιάζει με ακορντεόν, είναι πολυεπίπεδη mxene (ML-mxene) ή όταν λιγότερα από 5 στρώματα ονομάζονται λεπτό στρώμα mxene (fl-mxene). Δεδομένου ότι η επιφάνεια του Mxene μπορεί να συνδεθεί με λειτουργικές ομάδες, το Mn+1xntx (όπου T είναι η λειτουργική ομάδα, O, F, OH) μπορεί να ονομαστεί με τον συνηθισμένο τρόπο.
Το Mxene μπορεί να παρασκευαστεί με τη χάραξη της μέγιστης φάσης, η οποία συνήθως περιέχει ιόντα φθορίου όπως υδροφθορικό οξύ (HF), φθοριούχο υδρογόνο αμμωνίου (NH4HF2) ή υδροχλωρικό οξύ (HCl) με μίγμα φθοριούχου λιθίου (LIF). Για παράδειγμα, η χάραξη Ti3alc2 σε θερμοκρασία δωματίου σε ένα υδατικό διάλυμα HF μπορεί να αφαιρέσει επιλεκτικά το ατόμο Α (AL), ενώ η επιφάνεια του στρώματος καρβιδίου παράγει τα άτομα του τερματικού, ΟΗ και/ή/και F.
Το TI4N3 είναι το μοναδικό υλικό νιτριδίου mxene που αναφέρεται ότι έχει συντεθεί και έχει διαφορετική μέθοδο παρασκευής από υλικό καρβιδίου Mxene. Για τη σύνθεση TI4N3, πρέπει να αντιμετωπίζονται θεραπεία με μέγιστη φάση ΤΙ4ΑΛΝ3 και ευτηκτικά φθορίδια (φθορίδιο λιθίου, φθοριούχο νάτριο, φθοριούχο κάλιο) σε υψηλές θερμοκρασίες. Αυτή η μέθοδος μπορεί να διαβρώσει το αλουμίνιο, αφήνοντας πολλαπλά στρώματα Ti4N3, και στη συνέχεια βυθίζεται σε υπερηχογράφημα διαλύματος υδροξειδίου του τετραβουτυλαμμωνίου, μπορεί να χωριστεί σε μεμονωμένα ή λεπτά στρώματα (λίγα στρώματα).