Penyediaan, sifat dan aplikasi filem Mxene/ polimer

Sebagai bahan dua dimensi baru, logam logam/nitrida peralihan (MXENE) telah dilaporkan buat kali pertama sejak 2011, dan dengan cepat menarik perhatian penyelidik saintifik kerana sifatnya yang sangat baik. Mxene terdiri daripada n+1 lapisan atom logam peralihan (m) dan n lapisan karbon atau nitrogen (x), dan formula umumnya boleh ditulis sebagai Mn+1xntx, di mana n ialah 1, 2 atau 3, yang mewakili Susunan atom jenis tiga bahan Mxene, t merujuk kepada kumpulan berfungsi yang terikat pada permukaan bahan. Oleh kerana komposisi kimia yang kaya sistem ini, lebih daripada 30 jenis Mxene telah berjaya disediakan, dan pengiraan teoritis menunjukkan bahawa masih terdapat banyak kemungkinan Mxene untuk dibangunkan. Oleh kerana sifat fizikal dan kimia unik Mxene, ia mempunyai prospek aplikasi yang luas dalam pemangkinan, penderiaan, penyimpanan tenaga dan bidang lain. Kajian telah menunjukkan bahawa Mxene terdedah kepada kemerosotan oksidatif dalam persekitaran semulajadi, yang membatasi perkembangan bahan Mxene. Komposit Mxene dengan bahan -bahan lain dapat meningkatkan kestabilan alam sekitar Mxene dan terus memperluaskan julat aplikasi praktikalnya. Antaranya, polimer mempunyai kelebihan penyediaan mudah, harga yang rendah dan fungsi laras, dan gabungan polimer dan mxene untuk menyediakan filem komposit telah menjadi salah satu hotspot penyelidikan semasa, yang dijangka merealisasikan penggunaan besar-besaran Mxene bahan dalam pengeluaran perindustrian

Rajah 1. Ringkasan kaedah penyediaan dan aplikasi berkaitan filem mxene/ polimer: saiz carta pai mewakili perkadaran kertas yang berkaitan dengan kaedah penyediaan dan aplikasi praktikal dalam jumlah kertas yang diterbitkan.

Baru -baru ini, pasukan penyelidikan Zhang Han, profesor universiti Shenzhen yang terkenal, menerbitkan sebuah kertas bertajuk "Mxene/ Polymer membran: sintesis, sifat, dan aplikasi yang muncul" untuk kali pertama secara sistematik meringkaskan penyediaan, sifat dan aplikasi praktikal dari Mxene/ Polimer Filem. Kajian ini dibahagikan kepada enam bahagian: (1) kaedah sintesis badan Mxene: etsa selektif prekursor max atau bukan max dan kaedah pertumbuhan CVD bawah; (2) Kajian mengenai sifat Mxene: sifat elektronik, sifat mekanik dan kestabilan; (3) Kaedah penyediaan filem mxene/ polimer: penapisan dibantu vakum (VAF), penyelesaian filem menuangkan (dc), filem menekan panas (hp), lapisan self-assembly, elektrospinning dan pemendapan elektrokimia, dan sebagainya. (4) / Filem polimer: sifat mekanikal, sifat terma, sifat elektrik dan penghalang gas; (5) aplikasi praktikal filem Mxene/ polimer: media penapis, perisai elektromagnet, sensor, supercapacitors dan nanogenerators; (6) Cabaran dan peluang untuk pembangunan filem Mxene/ polimer: Proses penyediaan filem Mxene/ polimer diringkaskan untuk memberikan idea untuk reka bentuk filem Mxene/ polimer baru. Sebagai contoh, penyediaan kuantitatif filem Mxene/ polimer direalisasikan dengan menambahkan blok Mxene yang tidak diintegrasikan dalam proses pempolimeran; Dengan mewujudkan model yang sesuai, mekanisme Mxene dan polimer telah dikaji, dan digabungkan dengan hasil eksperimen, kesan kesan sinergistik Mxene dan polimer pada sifat -sifat filem mxene/ polimer telah diturunkan. Pada masa ini, bahan Ti3C2 yang agak matang digunakan terutamanya dalam penyediaan filem Mxene/ polimer. Memandangkan kepelbagaian bahan Mxene, pengenalan unsur-unsur lain bahan Mxene dapat diterokai, digabungkan dengan fleksibiliti polimer itu sendiri, untuk mencapai penyediaan filem Mxene/ polimer berprestasi tinggi.

Kertas semakan baru -baru ini diterbitkan dalam Kimia Bahan. Penulis pertama ialah Dr. Lingfeng Gao, rakan pasca doktoral di Universiti Shenzhen, dan penulis yang sepadan ialah Zhang Han, profesor terkenal di Makmal Bersama Sains Optoelektronik dan Teknologi Bahan Dua Dimensi di Shenzhen University. Kerja -kerja ini telah disokong oleh Yayasan Sains Asli Negara China, Yayasan Sains Postdoctoral China, Projek Rancangan Sains dan Teknologi Wilayah Guangdong, dan Dana Inovasi Sains dan Teknologi Shenzhen.