Mxene: новый подход к разработке для широкого спектра новых материалов

Mxene-это класс двумерных неорганических соединений в материаловедении. Эти материалы состоят из карбидов переходных металлов, нитридов или нитридов углерода толщиной. Впервые он появился в 2011 году, потому что материалы Mxene имеют металлическую проводимость карбидов переходных металлов из -за гидроксильной группы или терминального кислорода на их поверхности. Он широко используется в суперконденсаторах, батареях, электромагнитном экранировании помех и композитных материалах. Например, в отличие от обычных батарей, материал обеспечивает больше каналов для движения ионов, значительно увеличивая скорость движения ионов.

Ученые разработали материалы Mxene, которые синтезируют субстраты из соответствующей максимальной фазы, обычно путем избирательного травления основной группы A, где M представляет переходной металл, X представляет углерод или азот, а элемент основной группы A может включать алюминий, галлия, кремний и другие элементы. Исследователи, как правило, выполняют травление в растворе водного водорода (HF), чтобы Mxene имела смесь функциональных групп фторида, кислорода и гидроксида.

В отличие от поверхностей других двухмерных материалов, таких как графен и переходные углеродные дихалиды, функциональные группы также могут быть химически модифицированы. Предыдущие исследования показали, что селективное прекращение Mxene с различными группами поверхности может привести к превосходным свойствам, включая настраиваемые рабочие функции и двумерный ферромагнетизм. Ковалентная функционализация субстратов приведет к обнаружению новых направлений для рационального дизайна двумерных функциональных материалов.

Поверхностные функциональные группы в двухмерных карбидах переходных металлов могут подвергаться разнообразным химическим преобразованиям, чтобы облегчить использование широкого спектра материалов Mxene. Исследовательская группа химии, физики и ученых -наноматериалов из Национальной лаборатории Университета Чикаго и аргонов разработала и разработал новый путь для синтеза Mxene. Они устанавливают и удаляют поверхностные группы посредством реакций замещения и элиминации в расплавленных неорганических солях. Команда успешно синтезировала Mxene с поверхностными концами кислорода, имида, серы, хлора, селена, брома и теллуриума с уникальными структурными и электронными свойствами, и эти поверхностные группы также могут контролировать межтомное расстояние в решетке Mxene, чтобы показать сверхпроводимость на поверхности. группа