Priprava, lastnosti in uporaba filmov MXENE/ polimerov

Kot nov dvodimenzionalni material so prvič poročali o prehodnem kovinskem ogljiku/nitridu (MXEN) in je zaradi odličnih lastnosti hitro pritegnilo pozornost znanstvenih raziskovalcev. MXEN je sestavljen iz N+1 plasti prehodnih kovinskih atomov (M) in N plasti ogljikovih ali dušikovih (x) atomov, njegova splošna formula pa lahko zapišemo kot Mn+1xntx, kjer je n Vrste atomske ureditve treh mxenskih materialov, t pa se nanaša na funkcionalno skupino, vezano na površino materiala. Zaradi bogate kemijske sestave sistema je bilo uspešno pripravljenih več kot 30 vrst MXEN, teoretični izračuni pa kažejo, da je treba še veliko možnih MXEN. Zaradi edinstvenih fizikalnih in kemijskih lastnosti MXENE ima široke možnosti uporabe pri katalizi, zaznavanju, shranjevanju energije in drugih poljih. Študije so pokazale, da je MXEN nagnjen k oksidativni razgradnji v naravnem okolju, kar omejuje razvoj materialov MXEN. Sestavek MXEN z drugimi materiali lahko učinkovito izboljša okoljsko stabilnost MXEN in še dodatno razširi njegovo praktično uporabo. Med njimi ima polimer prednosti preproste priprave, nizke cene in nastavljive funkcije, kombinacija polimera in mxena za pripravo kompozitnih filmov Materiali v industrijski proizvodnji

Slika 1. Povzetek metod priprave in z njimi povezanih aplikacij MXENE/ polimernih filmov: Velikost grafikona PIE predstavlja delež dokumentov, povezanih s pripravljalnimi metodami in praktičnimi aplikacijami v skupno objavljenih prispevkih.

Pred kratkim je raziskovalna skupina Zhang Han, ugledna profesorica univerze Shenzhen, objavila članek z naslovom "MXENE/ polimerne membrane: sinteza, lastnosti in nastajajoče aplikacije" je prvič sistematično povzel priprave, lastnosti in praktične aplikacije Mxene/ Polymer filmi. Ta pregled je razdeljen na šest delov: (1) metode sinteze telesa mxen: selektivno jedkanje max ali ne-max predhodnikov in metoda rasti CVD od spodaj navzgor; (2) študija lastnosti MXENE: elektronske lastnosti, mehanske lastnosti in stabilnost; (3) Pripravljalne metode filmov MXENE/ polimera: filtracija s pomočjo vakuuma (VAF), film za nalivanje raztopin (DC), vroče stiskanje (HP), samonastavljeno plast, elektrospin in elektrokemijsko nanašanje itd. (4) Lastnosti mxena / polimerni filmi: mehanske lastnosti, toplotne lastnosti, električne lastnosti in plinska pregrada; (5) praktične aplikacije mxene/ polimernih filmov: filtrirni mediji, elektromagnetno zaščito, senzorji, superkondenzatorji in nanogeneratorji; (6) Izzivi in ​​priložnosti za razvoj filmov MXENE/ polimera: postopek priprave MXENE/ polimernih filmov je povzet, da bi zagotovil ideje za oblikovanje novih mxene/ polimernih filmov. Na primer, kvantitativna priprava MXENE/ polimernih filmov se realizira z dodajanjem neinterkaliranih blokov MXEN v procesu polimerizacije; Z vzpostavitvijo ustreznega modela smo preučevali mehanizem mxena in polimera in v kombinaciji z eksperimentalnimi rezultati se je razkril učinek sinergističnega učinka mxena in polimera na lastnosti mxenskih/ polimernih filmov. Trenutno se relativno zrel material Ti3C2 uporablja predvsem pri pripravi mxen/ polimernih filmov. Glede na raznolikost materialov MXENE je mogoče raziskati uvedbo drugih elementov Mxene materiale v kombinaciji z vsestranskostjo samega polimera, da se doseže pripravljanje visokozmogljivih MXENE/ polimernih filmov.

Pregledni dokument je bil nedavno objavljen v kemiji materialov. Prvi avtor je dr. Lingfeng Gao, podoktorski sodelavec na univerzi Shenzhen, ustrezni avtor pa je Zhang Han, ugledni profesor v skupnem laboratoriju za optoelektronsko znanost in tehnologijo dvodimenzionalnih materialov na univerzi Shenzhen. To delo so podprli Nacionalna naravoslovna fundacija Kitajske, Kitajska podoktorska znanstvena fundacija, projekt znanstvenega in tehnološkega načrta v provinci Guangdong in Sklad za znanost in tehnologijo v Shenzhenu.