MXene 2D -materiaal

Mxene is een klasse van tweedimensionale anorganische verbindingen in materiaalwetenschap. Deze materialen bestaan ​​uit overgangsmetaalcarbiden, nitriden of koolstofnitriden verschillende atoomlagen dik. In 2011 werd voor het eerst gemeld dat MXene -materialen de metaalgeleidbaarheid van overgangsmetaalcarbiden hebben omdat ze hydroxylgroepen of terminale zuurstof op hun oppervlakken hebben.
Morfologisch gezien is mxene als een geperste hydrogel tussen metaaloxiden, en het leidt elektriciteit zo goed dat het koper en aluminium in draden kan vervangen, zodat ionen met veel minder weerstand bewegen.
De betekenis van de technologische doorbraak van MXene is niet alleen om de laadtijd van mobiele telefoons te verminderen. Professor Gao Guoqi, die verantwoordelijk is voor het onderzoeksproject, is van mening dat de echte toepassing van MXene zich ook zou kunnen uitstrekken tot elektrische voertuigen en de popularisering van dergelijke voertuigen zou bevorderen.
De synthetische mxene bereid door HF-ets heeft een accordeonachtige morfologie, ze zijn meerlagig mxene (ml-mxene), of wanneer minder dan 5 lagen dunne laag mxene (fl-mxene) worden genoemd. Omdat het oppervlak van mxene kan worden bevestigd aan functionele groepen, kan Mn+1xNTX (waarbij t de functionele groep is, o, f, oh) op de gebruikelijke manier worden genoemd.
Mxene kan worden bereid door de maximale fase te etsen, die meestal fluoride -ionen bevat zoals hydrofluorzuur (HF), ammoniumwaterstoffluoride (NH4HF2) of zoutzuur (HCL) met een mengsel van lithiumfluoride (LIF). Bijvoorbeeld, het etsen van Ti3alc2 bij kamertemperatuur in een HF -waterige oplossing kan het A -atoom (AL) selectief verwijderen, terwijl het oppervlak van de carbidelaag de terminal O, OH en/of F -atomen produceert.
Ti4N3 is het enige mxene nitridemateriaal dat is gerapporteerd dat is gesynthetiseerd en het heeft een andere bereidingsmethode dan MXene carbidemateriaal. Om TI4N3 te synthetiseren, moeten max fase Ti4ALN3 en eutectische fluoriden (lithiumfluoride, natriumfluoride, kaliumfluoride) worden behandeld bij hoge temperaturen. Deze methode kan aluminium eroderen, waardoor meerdere lagen van Ti4n3 achterblijven en vervolgens ondergedompeld in tetrabutylammoniumhydroxide -oplossing echografie, kan worden verdeeld in enkele of dunne lagen (enkele lagen).