Прогик Матер Наука (Если: 48.165) | 2D Mxene и углерод

Важность углерода, одного из самых важных элементов жизни, является самоочевидной. С момента эпохи палеолита люди пытались использовать углерод для удовлетворения наших самых основных потребностей. Сегодня ученые успешно разработали полноразмерные углеродные материалы, от 0D углеродных квантовых точек, 1D углеродных нанотрубок или полос, 2D графен и 3D-пены, и т. Д., Используются во многих полях. Поэтому углеродные материалы также играют чрезвычайно важную роль в мире, в котором мы живем, служа нашей жизни. Непревзойденное преимущество затрат делает его пионером и лидером во многих областях приложения, и оно может быть даже интегрировано с другими материалами, чтобы повысить производительность в некоторых конкретных областях.

С момента обнаружения 2D -графена было широко изучено много двухмерных материалов, таких как оксиды переходных металлов, халкогениды переходных металлов, в основном включая сульфиды и селениды, а также карбиды переходных металлов/нитрид, гексагональный нитрид бора, слоистый LDH, 2D, фосфен, гексагональный нитрид, слоистый LDH, 2D, фосфен, гексагональный бор, слоистый LDH, 2D MOF, фосфен, гексагональный бор, слоистый LDH, 2D MOF, фосфен, гексагональный бор, слоистый LDH, 2D MOF, фосфен, гексагональный бор. Мерг и т. Д. Хотя эти 2D -материалы имеют общую 2D -структуру в целом, удельные физические и химические свойства варьируются в зависимости от химического состава, что также дает семейству 2D материала широкий спектр применений. Среди них многослойный карбид переходного металла является самой горячей звездой за последнее десятилетие, так называемый Mxene, благодаря его золотоподобным свойствам электрической проводимости, поверхностных функциональных групп, таких как -F, -OH и = O, Превосходная гидрофильность и поверхностная электроотрицательность и другие всеобъемлющие превосходные характеристики. С тех пор, как он был впервые синтезирован в 2011 году, он стал горячей темой исследования для исследователей по всему миру, потому что мы знаем, что большинство двухмерных материалов демонстрируют изоляцию, полупроводниковые или полуметаллические свойства, поэтому открытие Mxene-рассвет 2D-материала система. Мало того, что, по сравнению с другими двумерными конечными компонентами, MXENE обладает очень богатым разнообразием, основанным на различных атомных слоях, благодаря атомному упорядочению в плоскости или вне плоскости, от M2X, до M3X2, M4X3 и 3 и Совсем недавно M5X4, который приносит более 100 возможных компонентов в систему материалов Mxene. Пока это не имеет себе равных любых других материалов. Что еще более важно, в соответствии с различными условиями травления и методами максимальной фазы предшественника, можно регулировать большое количество функциональных групп на поверхности Mxene, чтобы его можно было нацелено в соответствии с сценарием применения для разработки наиболее благоприятного структуры поверхности Полем Сила ван -дер -ваальса между слоями mxene может быть преодолена с помощью простой помощи ультразвукового поля, в сочетании с электростатическим отталкиванием, генерируемой электроотрицательностью между слоями mxene, легко получить высоко дисперскую коллоидную раствор и композитный материал мембраны с ультра -Неплексимость и сверхвысокая проводимость могут быть получены путем простой экстракции и фильтрации. Из -за этой превосходной всеобъемлющей природы 2D Mxene представляет собой универсальный материал для строительных блоков, применение которого, поскольку его обнаружение варьируется от исходного хранения энергии до катализа, зондирования, солнечных элементов и появления электромагнитного экранирования, обработки воды и биомедицины.

У всего есть две стороны, хотя материалы Mxene имеют много преимуществ, таких как вышеизложенное, но его недостатки в конкретных областях применения, с которыми мы должны столкнуться. Для применения для хранения энергии высокая электропроводность Mxene и прочность на химическую прочность могут сохранять большое количество заряда посредством поведения псевдокапацины. Однако фактические электрохимические характеристики электродных материалов на основе Mxene строго зависят от свойств поверхности, контролируемых условиями синтеза, и часто сталкиваются с серьезными явлениями самостоятельного удержания во время долгосрочного заряда и циклов разгрузки. Это значительно препятствует диффузионному поведению ионов. И его собственный более высокий период молекулярной массы обычно имеет неудовлетворительные теоретические уровни мощности. Mxene в его чистой фазе также трудно описать как имеющая достаточную производительность для каталитических применений. Для других приложений аналогичная ситуация стала основной загадкой для исследователей. Здесь, композитный, является наиболее эффективным способом, потому что он может объединить преимущества различных компонентов, комбинация этих двух имеет потенциальную «химическую реакцию», может привести к синергическим эффектам для материалов Mxene, взять суть, Go The Dross, и и Помогите производительности материалов на основе Mxene на новый уровень.

Здесь мы систематически суммируем структурную интеграцию «1 + 1> 2», то есть «XD Carbon + 2d Mxene = ∞». Согласно различным размерам углеродного матрикса, от низкого размера до высокого размера, квантовых точек 0D до трехмерного углеродного скелета и интеграции 2D -композитной структуры Mxen и сравнивает. Во-вторых, структура-активность в отношениях гетероструктур XD / 2D-углерод / мсене сравнивались в соответствии с логикой производительности синтеза. Основываясь на временной шкале многомерного углеродного матрикса и комплекса Mxene, от начальной 1D-рекомбинации CNT, 2D графеновой сборки, до нагрузки на углерод, полученной в 3D и в последнее время, привязки квантовых точек 0D, ученые могут четко четко понять вену исследования. Из количества опубликованных статей нетрудно увидеть, что число исследовательских работ, связанных с материалами Mxene Что еще более важно, это все более и более распространено с точки зрения типов, что удовлетворяет для исследования Mxene. В конце концов, ход исследований углеродных композитов на основе Mxene был обобщен, и будущее направление исследования было проведено.