Language
Country/Area
No result found
Dari tahun 2011 hingga sekarang: Bagaimana MXenes dengan cepat menjadi bintang ilmu material?
Di bidang ilmu material, MXenes tidak diragukan lagi merupakan salah satu material baru yang paling menarik perhatian dalam beberapa tahun terakhir. Sejak pertama kali dilaporkan oleh para ilmuwan di Universitas Drexel pada tahun 2011, MXenes dengan cepat menarik perhatian para peneliti di seluruh dunia dengan struktur dan sifatnya yang unik. Senyawa dua dimensi dari logam transisi ini banyak digunakan di banyak bidang seperti penyimpanan energi, katalisis, dan elektronik karena konduktivitasnya yang sangat baik, sifat mekanis yang baik, dan kimia permukaan yang beragam.
Sungguh menakjubkan bahwa MXenes, suatu golongan material, telah berubah dari hasil penelitian ilmiah menjadi material bintang dengan prospek aplikasi yang tidak terbatas hanya dalam waktu sepuluh tahun.
Struktur dan sintesis MXenes
MXenes tersusun dari karbida logam transisi, nitrida, atau karbonitrida, yang biasanya muncul dalam struktur berlapis. MXenes diberi nama dalam bentuk Mn+1XnTx, di mana M mewakili unsur logam, X mewakili karbon atau nitrogen, dan T mewakili gugus terminasi permukaan. Struktur ini memungkinkan MXenes untuk menunjukkan konduktivitas dan kekuatan mekanis yang baik.
MXenes disintesis terutama melalui metode etsa selektif. Teknologi sintesis ini tidak hanya dapat diskalakan tetapi juga mempertahankan sifat material. Dalam proses ini, para ilmuwan menggunakan larutan etsa kuat yang mengandung fluor, seperti asam hidrofluorat atau litium klorida, untuk menghilangkan unsur lapisan-A tengah dan dengan demikian mengekstraksi MXenes. Baru-baru ini, permintaan dari berbagai bidang seperti pengolahan air kotor dan biomedis telah terus-menerus merangsang evolusi metode sintesis MXenes.
Sifat-sifat MXenes
Salah satu fitur terbesar MXenes adalah kepadatan elektronnya yang tinggi dan sifat-sifat logamnya, yang membuatnya unggul dalam berbagai aplikasi. Penelitian telah menunjukkan bahwa MXenes dapat menyerap dan menyimpan ion secara efektif, terutama menunjukkan kinerja yang sangat baik dalam baterai lithium-ion dan baterai sodium-ion. Misalnya, Ti3C2 MXene secara signifikan lebih efisien dalam menghilangkan ion daripada bahan tradisional dan dapat tetap stabil di lingkungan yang berbeda.
Penelitian telah menunjukkan bahwa Ti3C2 MXene menunjukkan kapasitas penyerapan ion hingga 100 kali lebih tinggi dalam perangkat deionisasi elektroda bergerak, yang menunjukkan potensinya untuk menangani pencemaran air.
Aplikasi Potensial dan Prospek Masa Depan
MXenes memiliki berbagai macam aplikasi potensial, termasuk baterai, superkapasitor, fotokatalisis, sensor gas, dan biomedis. Terutama dalam hal penyimpanan energi listrik, MXenes mengungguli banyak bahan tradisional. Para peneliti sedang mengeksplorasi penggunaan MXenes dalam perangkat elektronik canggih dan sistem energi. Aplikasi ini tidak terbatas pada baterai. Konduktivitasnya yang tinggi dan sifatnya yang dapat disesuaikan juga membuatnya menjanjikan dalam bidang elektronik dan optoelektronik.
KesimpulanDengan pemahaman yang lebih mendalam tentang jalur sintesis dan aplikasi MXenes, penelitian di masa mendatang kemungkinan akan membuka lebih banyak area aplikasi yang inovatif, sehingga mengubah gaya hidup kita.
Sejak 2011, pesatnya perkembangan MXenes telah menarik perhatian luas dari kalangan akademisi dan industri. Evolusi dan eksplorasi aplikasi yang berkelanjutan dari material ini membuka peluang yang tak terhitung jumlahnya di masa depan. Dengan kemajuan teknologi yang berkelanjutan, dapatkah MXenes akhirnya menembus keterbatasan material yang ada dan menjadi material inti dari era baru sains dan teknologi di masa depan?
