Yaşamın en önemli unsurlarından biri olan karbonun önemi açıktır. Paleolitik dönemden bu yana, insanlar en temel ihtiyaçlarımızı karşılamak için karbon kullanmaya çalıştılar. Günümüzde, bilim adamları 0D karbon kuantum noktalarından, 1D karbon nanotüplerinden veya bantlarından, 2D grafen ve 3D karbon köpüğünden vb. Tam boyutlu karbon malzemeleri başarılı bir şekilde geliştirdiler. Bu nedenle, karbon malzemeleri, yaşadığımız dünyada hayatlarımıza hizmet ederek son derece önemli bir rol oynamaktadır. Eşsiz maliyet avantajı, onu birçok uygulama alanında öncü ve lider haline getirir ve bazı belirli alanlarda daha iyi performansa sahip olmak için diğer malzemelerle bile entegre edilebilir.
2D grafenin keşfinden bu yana, geçiş metal oksitleri, esas olarak sülfitler ve selenidler dahil geçiş metali kalkojenitler ve geçiş metali karbürler/nitrür, altıgen bor nitrür, katmanlı LDH, 2D MOF, fosfen gibi birçok 2D malzeme kapsamlı bir şekilde incelenmiştir. Bu 2D malzemeler bir bütün olarak ortak bir 2D yapıya sahip olmasına rağmen, spesifik fiziksel ve kimyasal özellikler, 2D malzeme ailesine çok çeşitli uygulamalar veren kimyasal bileşime bağlı olarak değişir. Bunlar arasında, katmanlı geçiş metali karbür, son on yıldaki en sıcak yıldızdır, elektriksel iletkenliğin altın benzeri özellikleri nedeniyle, -f, -OH ve = o, = o, = o, yüzey açısından zengin fonksiyonel gruplardır. Mükemmel hidrofiliklik ve yüzey elektronegatifliği ve diğer kapsamlı mükemmel özellikler. 2011 yılında ilk olarak sentezlendiğinden beri, dünyanın dört bir yanındaki araştırmacılar için sıcak bir araştırma konusu haline geldi, çünkü 2B materyallerin çoğunun yalıtım, yarı iletken veya yarı metalik özellikler sergilediğini biliyoruz, bu nedenle mxenin keşfi 2D malzeme keşfi sistem. Sadece diğer iki boyutlu sonlu bileşenlerle karşılaştırıldığında, Mxen, M2X'ten M3X2'ye, M4X3 ve M4X3 ve düzlem dışı metal atomik sırası sayesinde farklı atomik katmanlara dayanan çok zengin bir çeşitliliğe sahiptir. Daha yakın zamanda M5X4, bu da 100'den fazla olası bileşeni Mxen malzeme sistemine getirir. Bu, şimdiye kadarki diğer malzemeler tarafından eşsiz. Daha da önemlisi, prekürsör Max fazının farklı aşındırma koşullarına ve yöntemlerine göre, mxen yüzeyinde çok sayıda fonksiyonel grup düzenlenebilir, böylece en uygun yüzey yapısı tasarlamak için uygulama senaryosuna göre hedeflenebilir. . Mxen katmanları arasındaki van der Waals kuvveti, basit ultrasonik alan yardımı ile aşılabilir, mxen katmanları arasındaki elektronegatiflik tarafından üretilen elektrostatik itme ile birleştiğinde, oldukça dağıtıcı bir kolloidal çözelti elde etmek kolaydır ve ultra ile bir kompozit membran malzemesi elde etmek kolaydır. -Flexity ve ultra yüksek iletkenlik basit ekstraksiyon ve filtrasyon ile elde edilebilir. Bu mükemmel kapsamlı doğa nedeniyle, 2D Mxene, keşifinden bu yana uygulamaları başlangıç enerji depolamasından kataliz, algılama, güneş pilleri ve ortaya çıkan elektromanyetik koruma, su arıtma ve biyomedikine kadar çok yönlü bir yapı taşları malzemesidir.
Mxene malzemelerinin yukarıdakiler gibi birçok avantajı olmasına rağmen, her şeyin iki tarafı vardır, ancak karşılaşmamız gereken belirli uygulama alanlarındaki dezavantajları. Enerji depolama uygulamaları için, Mxene'nin yüksek elektriksel iletkenliği ve kimyasal mukavemeti, psödokapasitans davranışı yoluyla büyük miktarda yükü depolayabilir. Bununla birlikte, mxen bazlı elektrot malzemelerinin gerçek elektrokimyasal performansı kesinlikle sentez koşulları tarafından kontrol edilen yüzey özelliklerine bağlıdır ve genellikle uzun süreli yük ve deşarj döngüleri sırasında ciddi kendi kendine istifleme fenomenleriyle karşı karşıyadır. İyonların difüzyon davranışını büyük ölçüde engeller. Ve kendi daha yüksek moleküler ağırlık süresi genellikle tatmin edici olmayan teorik kapasite seviyelerine sahiptir. Mxenin saf fazında katalitik uygulamalar için yeterli performansa sahip olduğunu tanımlamak da zordur. Diğer uygulamalar için de benzer bir durum araştırmacılar için önemli bir bulmaca olmuştur. Burada, kompozit, en etkili yoldur, çünkü farklı bileşenlerin avantajlarını birleştirebilir, ikisinin kombinasyonu potansiyel bir "kimyasal reaksiyona" sahiptir, mxen malzemeleri için sinerjistik etkiler getirebilir, özü alabilir, hoppaya gidebilir ve Mxene tabanlı malzemelerin performansına yeni bir seviyeye yardımcı olun.
Burada, sistematik olarak "1 + 1> 2" nin yapısal entegrasyonunu, yani "XD karbon + 2d mxen = ∞" ın yapısal entegrasyonunu özetliyoruz. Karbon matrisinin farklı boyutlarına, düşük boyuttan yüksek boyuta, 0d kuantum noktalarına 3D karbon iskeletine ve 2D mxen kompozit yapının entegrasyonuna göre, önce farklı karbon matris tiplerine ve karşılık gelen farklı hibrit yöntemlere göre, makale özetler ve karşılaştırır. İkincisi, XD / 2D-karbon / mxen hetero-yapılarının yapı-aktivite ilişkileri sentez yapısı-performans mantığına göre karşılaştırıldı. Çok boyutlu karbon matrisinin ve mxen kompleksinin zaman çizelgesine, başlangıç 1D CNTS rekombinasyonundan, 2D grafen düzeneğinden, 3D türevi karbon yüküne ve daha yakın zamanda 0D karbon kuantum noktalarının ankrajına dayanarak, bilim adamları açıkça olabilir. Keşif damarını anlayın. Yayınlanan makalelerin sayısından, mxen materyalleri ile ilgili araştırma makalelerinin sayısının her yıl arttığını görmek zor değildir, bunun aralarında Mxen tabanlı karbon kompozitler üzerindeki araştırmanın oranının da yükseldiğini ve daha da yükselir ve Daha da önemlisi, mxenin araştırma ilerlemesi için memnuniyet verici olan türler açısından giderek daha fazla. Sonunda, mxen bazlı karbon kompozitlerin araştırma ilerlemesi özetlendi ve gelecekteki araştırma yönü yasaklandı.