Mxene 2D malzeme

Mxen, malzeme biliminde iki boyutlu inorganik bileşiklerin bir sınıfıdır. Bu malzemeler, birkaç atomik katman kalınlığında geçiş metal karbürler, nitrürler veya karbon nitrürlerden oluşur. İlk olarak 2011 yılında mxen malzemelerinin, yüzeylerinde hidroksil grupları veya terminal oksijenleri olduğu için geçiş metal karbürlerin metal iletkenliğine sahip oldukları bildirilmiştir.
Morfolojik olarak, mxen metal oksitler arasında ezilmiş bir hidrojel gibidir ve elektriği o kadar iyi iletir ki tellerdeki bakır ve alüminyumun yerini alabilir, böylece iyonlar çok daha az dirençle hareket eder.
Mxene'in teknolojik atılımının önemi sadece cep telefonlarının şarj süresini azaltmak değil. Araştırma projesinden sorumlu olan Profesör Gao Guoqi, Mxene'nin gerçek yaşam uygulamasının elektrikli araçlara da yayılabileceğine ve bu tür araçların popülerleştirilmesini teşvik edebileceğine inanıyor.
HF dağlama ile hazırlanan sentetik mxen, akordeon benzeri bir morfolojiye sahiptir, bunlar çok katmanlı mxen (ml-mxen) veya 5 kattan az katman mxen (fl-mxen) olarak adlandırıldığında. Mxenin yüzeyi fonksiyonel gruplara bağlanabildiğinden, Mn+1xntx (burada t fonksiyonel grup, O, F, OH) normal şekilde adlandırılabilir.
Mxen, genellikle hidroflorik asit (HF), amonyum hidrojen florür (NH4HF2) veya hidroklorik asit (HC1) gibi florür iyonları içeren maksimum fazın bir lityum florür (LIF) karışımı ile kazınmasıyla hazırlanabilir. Örneğin, Ti3Alc2'nin oda sıcaklığında bir HF sulu çözeltisi içinde aşındırma A atomunu (Al) seçici olarak uzaklaştırabilirken, karbür tabakasının yüzeyi O, OH ve/veya F atomlarını üretir.
Ti4n3, sentezlendiği bildirilen tek mxen nitrür malzemesidir ve mxen karbür malzemesinden farklı bir hazırlık yöntemine sahiptir. Ti4N3'ü sentezlemek için, maks. Faz Ti4aln3 ve ötektik florürlerin (lityum florür, sodyum florür, potasyum florür) yüksek sıcaklıklarda tedavi edilmesi gerekir. Bu yöntem, çoklu Ti4N3 tabakası bırakarak alüminumu aşındırabilir ve daha sonra tetrabutilamonyum hidroksit çözeltisi ultrasonuna daldırılabilir, tek veya ince tabakalara (az katman) bölünebilir.