Mxene 2D -Material

Mxen ist eine Klasse von zweidimensionalen anorganischen Verbindungen in der Materialwissenschaft. Diese Materialien bestehen aus Übergangsmetallcarbiden, Nitriden oder Kohlenstoffnitriden mehrere atomare Schichten dick. Es wurde erstmals im Jahr 2011 berichtet, dass MXen -Materialien die Metallleitfähigkeit von Übergangsmetallcarbiden aufweisen, da sie Hydroxylgruppen oder terminalen Sauerstoff auf ihren Oberflächen aufweisen.
Morphologisch ist Mxen wie ein zerquetschtes Hydrogel zwischen Metalloxiden und leitet Elektrizität so gut, dass es Kupfer und Aluminium in Drähten ersetzen kann, so dass sich Ionen mit viel weniger Widerstand bewegen.
Die Bedeutung des technologischen Durchbruchs von Mxene besteht nicht nur darin, die Ladezeit von Mobiltelefonen zu verkürzen. Professor Gao Guoqi, der für das Forschungsprojekt verantwortlich ist, ist der Ansicht, dass sich die reale Anwendung von MXen auch auf Elektrofahrzeuge erstrecken und die Popularisierung solcher Fahrzeuge fördern könnte.
Das durch HF-Ätzung hergestellte synthetische Mxen hat eine akkorrekte Morphologie, sie sind vielschichtige Mxen (ml-mxen) oder wenn weniger als 5 Schichten als Dünnschicht-Mxen (FL-Mxen) bezeichnet werden. Da die Oberfläche von Mxen an funktionelle Gruppen angebracht werden kann, kann Mn+1xntx (wobei T die funktionelle Gruppe O, F, OH) auf die übliche Weise benannt werden kann.
Mxen kann durch Ätzen der maximalen Phase hergestellt werden, die normalerweise Fluoridionen wie Hydrofluorsäure (HF), Ammoniumwasserstofffluorid (NH4HF2) oder Salzsäure (HCl) mit einer Mischung aus Lithiumfluorid (LIF) enthält. Beispielsweise kann das Ätzen von Ti3alc2 bei Raumtemperatur in einer wässrigen HF -Lösung das A -Atom (Al) selektiv entfernen, während die Oberfläche der Carbidschicht das Terminal O, OH und/oder F Atome erzeugt.
TI4N3 ist das einzige MXen -Nitridmaterial, das berichtet wurde, und es weist eine andere Vorbereitungsmethode als Mxen -Carbidmaterial auf. Um TI4N3, MAX Phase Ti4aln3 und eutektische Fluoride (Lithiumfluorid, Natriumfluorid, Kaliumfluorid) zu synthetisieren, müssen bei hohen Temperaturen behandelt werden. Diese Methode kann Aluminium erodieren und mehrere Schichten von Ti4N3 hinterlassen und dann in Tetrabutylammoniumhydroxidlösung Ultraschall eintauchen, kann in einzelne oder dünne Schichten (nur wenige Schichten) unterteilt werden.