Language
Country/Area
No result found
Раскрытие структуры MXenes: почему эти материалы имеют такую уникальную многослойную структуру?
В области материаловедения MXenes — это класс двумерных неорганических соединений, которые привлекли внимание ученых. Они содержат атомарно тонкие карбиды, нитриды или карбонитриды переходных металлов. Уникальность этого класса материалов заключается в их слоистой структуре и способности принимать различные концевые группы с водородным сродством, что позволяет MXenes демонстрировать неограниченный потенциал в многочисленных областях применения.
Структурные характеристики MXenes
Первоначальный синтез MXenes обычно использует процесс травления плавиковой кислотой (HF), что придает им складчатый веерообразный вид и обычно называется многослойным MXene (ML-MXene) или многослойным MXene с небольшим количеством слои. (FL-MXene). Эта уникальная структура приводит к относительно слабым взаимодействиям между слоями, что позволяет MXenes иметь настраиваемые свойства для различных применений.
MXenes используют соглашение об именовании Mn+1XnTx, где T представляет функциональную группу, например O, F, OH, Cl.
Методы синтеза MXenes
MXenes обычно синтезируют путем селективного вытравливания элемента A из фазы MAX. Этот процесс не приводит к каким-либо потерям или изменениям производительности независимо от изменения размера партии. Исследования показали, что в процессе травления Ti3AlC2 плавиковой кислотой после селективного удаления элемента A (Al) поверхность карбидного слоя будет ограничена атомами кислорода, гидроксила и фтора. Различные типы MXenes
MXenes классифицируются на различные типы в зависимости от количества слоев и переходных металлов, включая бинарные MXenes, тройные MXenes и двойные переходные металлы MXenes. Эти различные структуры соответствуют различным электрохимическим и физическим свойствам. MXenes могут играть роль в электронных приборы, батареи, катализаторы и другие области.
В зависимости от выбора переходных металлов MXenes могут проявлять такие свойства, как электропроводность и способность к самовосстановлению, что делает их потенциальными материалами для различных технологических применений.
Оптические и биологические свойства MXenes
Исследования показали, что MXenes, такие как Ti3C2 и Ti2C, поглощают свет в видимом диапазоне и обладают превосходными фототермическими свойствами. Кроме того, биологические свойства MXenes также широко изучались, и было обнаружено, что Ti3C2 MXene проявляет хорошую антибактериальную эффективность против различных бактерий и обладает избирательной токсичностью по отношению к раковым клеткам, что демонстрирует его потенциал в биомедицинских приложениях.
Потенциальные приложения и перспективы
MXenes продемонстрировали свой потенциал применения во многих областях. Например, в системах хранения энергии, таких как литий-ионные аккумуляторы и суперконденсаторы, а также в системах фильтрации воды и газовых датчиках. Уникальная многослойная конструкция не только улучшает физические и химические свойства MXenes, но и обеспечивает большую гибкость для различных технических потребностей.
«MXenes имеют большой потенциал для применения и могут стать инновационными материалами для устойчивой энергетики и технологий защиты окружающей среды в будущем».
