MXENE : 광범위한 새로운 재료를위한 새로운 개발 방식

MXENE은 재료 과학에서 2 차원 무기 화합물의 종류입니다. 이 물질은 전이 금속 탄화물, 질화물 또는 질화물로 구성되어 여러 원자 층이 두껍게 구성됩니다. MXENS 물질은 표면에 하이드 록실 그룹 또는 말단 산소로 인해 전이 금속 탄화물의 금속 전도도를 갖기 때문에 2011 년에 처음 나타났습니다. 슈퍼 커패시터, 배터리, 전자기 간섭 차폐 및 복합 재료에 널리 사용됩니다. 예를 들어, 기존 배터리와 달리 재료는 이온의 움직임에 대한 더 많은 채널을 제공하여 이온 이동 속도를 크게 증가시킵니다.

과학자들은 일반적으로 주 그룹 A 요소를 선택적으로 에칭함으로써 상응하는 최대 단계로부터 기질을 합성하는 MXENE 재료를 개발했으며, 여기서 M은 전이 금속을 나타내고, X는 탄소 또는 질소를 나타내며, 주요 그룹 A 요소는 알루미늄, 갈륨, 실리콘을 포함 할 수 있습니다. , 그리고 다른 요소. 연구자들은 일반적으로 수성 수소 불소 (HF) 용액에서 에칭을 수행하여 MXENE에 불소, 산소 및 수산화물 기능 그룹의 혼합물을 갖도록합니다.

그래 핀 및 전이 탄소 디 하이드와 같은 다른 2 차원 재료의 표면과 달리 기능 그룹은 화학적으로 변형 될 수 있습니다. 이전의 연구에 따르면 상이한 표면 그룹을 갖는 MXENE의 선택적 종료는 조정 가능한 작업 기능 및 2 차원 강자성을 포함하여 우수한 특성을 유발할 수 있습니다. 기질의 공유 기능화는 2 차원 기능 재료의 합리적인 설계를위한 새로운 방향을 발견하게 될 것이다.

2 차원 전이 금속 탄화물의 표면 기능 그룹은 광범위한 MXENE 재료의 사용을 용이하게하기 위해 다양한 화학적 변형을 겪을 수 있습니다. 시카고 대학교의 화학, 물리학 및 나노 물질 과학자 연구 팀은 MXENE 합성을위한 새로운 경로를 설계하고 개발했습니다. 그들은 용융 무기 염의 치환 및 제거 반응을 통해 표면 그룹을 설치하고 제거합니다. 이 팀은 고유 한 구조적 및 전자 특성을 갖는 산소, 이미드, 황, 염소, 셀레늄, 브롬 및 텔 루륨의 표면 말단으로 MXENE를 성공적으로 합성했으며, 이들 표면 그룹은 또한 MXENE 격자의 원천적 거리를 제어하여 표면에 의존성을 나타낼 수 있습니다. 여러 떼.