Language
Country/Area
No result found
Mengungkap struktur MXenes: Mengapa bahan ini memiliki desain multilapis yang unik?
Dalam bidang ilmu material, MXenes merupakan golongan senyawa anorganik dua dimensi yang menarik minat para ilmuwan. Senyawa ini mengandung karbida logam transisi, nitrida, atau karbonitrida yang tipis secara atomik. Keunikan golongan material ini terletak pada struktur berlapis dan kemampuannya menerima berbagai gugus terminasi afinitas hidrogen, yang membuat MXenes menunjukkan potensi tak terbatas dalam berbagai aplikasi.
Karakteristik struktural MXenes
Sintesis awal MXenes biasanya menggunakan proses etsa asam hidrofluorat (HF), yang memberikannya tampilan seperti kipas lipat dan biasanya disebut MXene multilapis (ML-MXene) atau MXene beberapa lapis dengan sejumlah kecil lapisan (FL-MXene). Struktur unik ini menghasilkan interaksi yang relatif lemah antara lapisan, yang memungkinkan MXenes memiliki sifat yang dapat disesuaikan untuk berbagai aplikasi.
MXenes menggunakan konvensi penamaan Mn+1XnTx, di mana T mewakili gugus fungsi, seperti O, F, OH, Cl.
Metode sintesis MXenes
MXenes biasanya disintesis dengan mengetsa secara selektif elemen A dari fase MAX. Proses ini tidak mengakibatkan kehilangan atau perubahan kinerja apa pun terlepas dari perubahan ukuran batch. Penelitian telah menunjukkan bahwa selama proses etsa Ti3AlC2 dengan asam hidrofluorat, setelah elemen A (Al) dihilangkan secara selektif, permukaan lapisan karbida akan diakhiri oleh atom oksigen, hidroksil, dan fluor.
Berbagai jenis MXenesMXenes diklasifikasikan ke dalam berbagai jenis menurut jumlah lapisan dan logam transisinya, termasuk MXenes biner, MXenes terner, dan MXenes logam transisi ganda. Struktur yang berbeda ini berhubungan dengan sifat elektrokimia dan fisik yang berbeda. MXene dapat berperan dalam perangkat elektronik, baterai, katalis, dan bidang lainnya.
Tergantung pada pilihan logam transisi, MXene dapat menunjukkan sifat-sifat seperti konduktivitas listrik dan sifat penyembuhan diri, menjadikannya bahan potensial untuk berbagai aplikasi teknologi.
Sifat optik dan biologis MXene
Penelitian telah menunjukkan bahwa MXene seperti Ti3C2 dan Ti2C menyerap cahaya dalam pita cahaya tampak dan memiliki sifat fototermal yang sangat baik. Selain itu, sifat biologis MXene juga telah dipelajari secara luas, dan ditemukan bahwa MXene Ti3C2 menunjukkan kemanjuran antibakteri yang baik terhadap berbagai bakteri dan memiliki toksisitas selektif terhadap sel kanker, yang menunjukkan potensinya dalam aplikasi biomedis.
Potensi aplikasi dan prospek
MXenes telah menunjukkan potensi aplikasinya di banyak bidang. Misalnya, dalam aplikasi penyimpanan energi seperti baterai lithium-ion dan superkapasitor, serta penyaringan air dan sensor gas. Desain multilapisnya yang unik tidak hanya memperkaya sifat fisik dan kimia MXenes, tetapi juga memberikan lebih banyak fleksibilitas untuk berbagai kebutuhan teknis.
"MXenes memiliki potensi besar untuk aplikasi dan dapat menjadi material inovatif untuk energi berkelanjutan dan teknologi perlindungan lingkungan di masa depan."
