Priprema, svojstva i primjena MXENE / polimernih filmova

Kao novi dvodimenzionalni materijal, prelazni metalni ugljik / nitrid (MXENE) prvi put je prijavljen od 2011. godine, a brzo je privukao pažnju naučnih istraživača zbog svojih izvrsnih svojstava. MXENE se sastoji od N + 1 sloja tranzicijskih metalnih atoma (m) i n sloja ugljičnih ili atoma azota (x), a njegova opća formula može se napisati kao MN + 1xNTX, gdje je 1, 2 ili 3, gdje je 1, 2 ili 3, koji predstavljaju Vrste atomskog aranžmana od tri mxene materijala, T odnosi se na funkcionalnu grupu vezanu na površinu materijala. Zbog bogatog hemijskog sastava sistema, više od 30 vrsta MXENE uspješno je pripremljeno, a teorijski proračuni pokazuju da još uvijek postoji mnogo mogućih MXENE. Zbog jedinstvenih fizičkih i hemijskih svojstava MXENE, ima široke perspektive aplikacije u katalizi, osjetljivosti, skladištenju energije i drugim poljima. Studije su pokazale da je MXENE sklon oksidativnoj degradaciji u prirodnom okruženju, što ograničava razvoj mxene materijala. Kompozit MXENE s drugim materijalima može učinkovito poboljšati stabilnost okoliša MXENE i dalje proširiti svoj praktični raspon primjena. Polimer ima prednosti jednostavne pripreme, niske cijene i podesive funkcije, a kombinacija polimera i MXENE-a za pripremu kompozitnih filmova postala je jedna od trenutnih žarišta istraživanja, što se očekuje da će realizirati veliku primjenu MXENE Materijali u industrijskoj proizvodnji

Slika 1. Sažetak metoda pripreme i srodne primjene MXENE / polimernih filmova: Veličina pite grafikona predstavlja udio radova koji se odnose na metode pripreme i praktične primjene u ukupnim objavljenim radovima.

Nedavno, istraživački tim Zhang Han, ugledni profesor Sveučilišta Shenzhen, objavio je papir pod nazivom "MXENE / polimer membrane: sinteza, svojstva i pojačane aplikacije", sustavno sažeti pripremu, svojstva i praktične primjene MXENE / polimera Filmovi. Ovaj je pregled podijeljen na šest dijelova: (1) sinteze metode mxene tijela: selektivno jetkanje max ili ne-max prekursora i metoda rasta odozdobne strane; (2) studij o nekretninama MXENE: elektronička svojstva, mehanička svojstva i stabilnost; (3) Metode pripreme MXENE / polimerni filmovi: vakuumska filtracija (VAF), rešenje Film za izlijevanje filmova (DC), vrući prešani film (HP), auto-montaža sloja, elektrospitna i elektrohemijska taloženja, itd. (4) Svojstva MXENE / polimerni filmovi: mehanička svojstva, toplotna svojstva, električna svojstva i barijera za plin; (5) Praktične primjene MXENE / polimernih filmova: filtriranje medija, elektromagnetskih oklopa, senzora, superkoraktora i nanogeneratori; (6) Izazovi i mogućnosti za razvoj MXENE / polimernih filmova: Proces pripreme MXENE / polimerskih filmova sažet je kako bi se omogućilo ideje za dizajn novih MXENE / polimernih filmova. Na primjer, kvantitativna priprema MXENE / polimernih filmova realizira se dodavanjem neprekidnih mxene blokova u procesu polimerizacije; Uspostavljanjem odgovarajućeg modela proučavan je mehanizam MXENE i polimera, a u kombinaciji sa eksperimentalnim rezultatima otkriven je efekt sinergističkog učinka MXENE i polimera na svojstva MXENE / polimernih filmova. Trenutno se relativno zreli TI3C2 materijal uglavnom koristi u pripremi MXENE / polimernih filmova. S obzirom na raznolikost mxene materijala, uvođenje drugih elemenata MXENE materijala može se istražiti, u kombinaciji sa svestranom samom polimerom, kako bi se postigla priprema visoko performansi MXENE / polimernih filmova.

Rad za pregled nedavno je objavljen u hemiji materijala. Prvi autor je dr. Lingfeng Gao, postdoktorski saradnik na Sveučilištu Shenzhen, a odgovarajući autor je Zhang Han, ugledni profesor na zajedničkoj laboratoriji optoelektronske nauke i tehnologije dvodimenzionalnih materijala na Sveučilištu Shenzhen. Ovaj rad je podržao Nacionalna fondacija za prirodnu nauku Kine, Postdoktorska fondacija za nauku iz Kine, Naučno-tehnološko plana Projekat provincije Guangdong i Fonda za nauku i tehnologiju Shenzhena.