Materiale 2D mxene

Mxene è una classe di composti inorganici bidimensionali nella scienza dei materiali. Questi materiali sono costituiti da carburi in metallo di transizione, nitruri o nitruri di carbonio spesso diversi strati atomici. Nel 2011 è stato riportato per la prima volta che i materiali mxene hanno la conduttività metallica dei carburi di metallo di transizione perché hanno gruppi idrossilici o ossigeno terminale sulle loro superfici.
Morfologicamente, il mxene è come un idrogel schiacciato tra ossidi metallici e conduce l'elettricità così bene che può sostituire il rame e l'alluminio nei fili, in modo che gli ioni si muovano con molta meno resistenza.
Il significato della svolta tecnologica di Mxene non è solo quello di ridurre il tempo di ricarica dei telefoni cellulari. Il professor Gao Guoqi, che è responsabile del progetto di ricerca, ritiene che l'applicazione della vita reale di Mxene potrebbe anche estendersi ai veicoli elettrici e promuovere la divulgazione di tali veicoli.
Il mxene sintetico preparato mediante attacco HF ha una morfologia simile a una fisarmonica, sono mxene multistrato (ml-mxene) o quando meno di 5 strati sono chiamati mxene a strato sottile (fl-mxene). Poiché la superficie di mxene può essere attaccata a gruppi funzionali, Mn+1xntx (dove T è il gruppo funzionale, O, F, OH) può essere nominato nel solito modo.
Il mxene può essere preparato incredando la fase massima, che di solito contiene ioni fluoruro come l'acido idrofluorico (HF), il fluoruro di idrogeno di ammonio (NH4HF2) o l'acido cloridrico (HCl) con una miscela di fluoruro di litio (LIF). Ad esempio, l'attacco TI3alc2 a temperatura ambiente in una soluzione acquosa HF può rimuovere selettivamente l'atomo (AL), mentre la superficie dello strato in carburo produce atomi di Terminal O, OH e/o F.
Ti4n3 è l'unico materiale di nitruro di mxene riportato per essere stato sintetizzato e ha un metodo di preparazione diverso dal materiale in carburo di mxene. Per sintetizzare TI4N3, MAX Phase TI4aln3 e fluoruri eutettici (fluoruro di litio, fluoruro di sodio, fluoruro di potassio) devono essere trattati ad alte temperature. Questo metodo può erodere l'alluminio, lasciando più strati di Ti4n3 e quindi immerso nell'ecografia della soluzione di idrossido di tetrabutilammonio, può essere diviso in strati singoli o sottili (pochi strati).