Prog. Mater. Sci. (Ef: 48.165) | 2d mxen og kolefni

Mikilvægi kolefnis, einn mikilvægasti þáttur lífsins, er sjálfsagt. Síðan Paleolithic tímabilið hafa menn reynt að nota kolefni til að mæta grunnþörfum okkar. Í dag hafa vísindamenn þróað með góðum víddar kolefnisefni, úr 0D kolefnis skammtapunktum, 1D kolefnis nanotubes eða hljómsveitum, 2D grafen og 3D kolefnis froðu, og svo framvegis, verið mikið notað á mörgum sviðum. Þess vegna gegna kolefnisefni einnig afar mikilvægu hlutverki í heiminum sem við búum í og ​​þjóna lífi okkar. Hinn óviðjafnanlegi kostnaðarforskot gerir það að brautryðjanda og leiðandi á mörgum umsóknarsviðum og það er jafnvel hægt að samþætta það með öðrum efnum til að hafa betri afköst á sumum ákveðnum sviðum.

Frá því að 2D grafen uppgötvaðist hafa mörg 2D efni verið rannsökuð mikið, svo sem umbreytingarmálmoxíð, umbreytingarmálm chalcogenides, aðallega þar á meðal súlfíð og seleníð, og umbreytingarmálmkarbíð/nítríð, sexhyrnd bórnítríð, lagskipt LDH, 2D MOF, fosfen, bórnítríð, lagskipt LDH, 2D MOF, Phosphen German osfrv. Þrátt fyrir að þessi 2D efni hafi sameiginlega 2D uppbyggingu í heild, þá eru sértækir eðlisfræðilegir og efnafræðilegir eiginleikar mismunandi eftir efnasamsetningu, sem gefur einnig 2D efnisfjölskyldunni breitt svið af forritum. Meðal þeirra er lagskipt umbreytingarmálmkarbíð heitasta stjarnan undanfarinn áratug, svokallað mxen, vegna gulllíkra eiginleika rafleiðni, yfirborðslegra virkra hópa, svo sem -f, -OH og = O, Framúrskarandi vatnssækni og yfirborðsgetni og önnur yfirgripsmikil framúrskarandi einkenni. Þar sem það var fyrst samstillt árið 2011 hefur það orðið heitt rannsóknarefni fyrir vísindamenn um allan heim, vegna þess að við vitum að flest 2D efni sýna einangrunar, hálfleiðara eða hálf-málm eiginleika, svo uppgötvun mxene er dögun 2D efnisins kerfi. Ekki nóg með það, í samanburði við aðra tvívíddar endanlegar íhlutir, hefur mxen mjög ríkan fjölbreytni byggða á mismunandi atómlagi, þökk sé röðinni í plan Nýlega M5X4, sem færir meira en 100 mögulega íhluti í mxen efniskerfið. Þetta er ósamþykkt af einhverju öðru efni hingað til. Meira um vert, í samræmi við mismunandi ætingarskilyrði og aðferðir við undanfara hámarksfasann, er hægt að stjórna miklum fjölda hagnýtra hópa á yfirborði mxen . Hægt er að vinna bug á Van der Waals milli mxen löganna með einfaldri ultrasonic reit aðstoð, ásamt rafstöðueiginleikanum sem myndast með rafeindavirkni milli mxenalöganna, það er auðvelt að fá mjög dreifða kolloidal lausn og samsettu himnaefni með öfgafullt -Flexibility og öfgafull leiðni er hægt að fá með einfaldri útdrátt og síun. Vegna þessa framúrskarandi yfirgripsmikla eðlis er 2D mxen fjölhæfur byggingarefni efni þar sem notkun þar sem uppgötvun þess er allt frá upphafsgeymslu til hvata, skynjun, sólarfrumur og nýjar rafsegulvarnarvarnir, vatnsmeðferð og lífeðlisfræði.

Það eru tvær hliðar á öllu, þó að mxen efni hafi marga kosti eins og ofangreint, en gallar þess í sérstökum notkunarsviðum sem við verðum að standa frammi fyrir. Að því er varðar orkugeymslu er mikil rafleiðni mxene og efnistyrkur geymt mikið hleðslu með gervihegðun. Hins vegar er raunverulegur rafefnafræðilegur afköst mxen-byggðra rafskautsefna stranglega háð yfirborðseiginleikum sem stjórnað er af myndunarskilyrðum og stendur oft frammi fyrir alvarlegum sjálfstöfum fyrir fyrirbæri við langtímhleðslu og losunarlotur. Það hindrar mjög dreifingarhegðun jóna. Og eigin hærri mólmassa tímabil hefur venjulega ófullnægjandi fræðilegan stig. Mxen í hreinum áfanga er einnig erfitt að lýsa því að hafa nægjanlegan árangur fyrir hvata. Í öðrum forritum hefur svipað ástand verið mikil þraut fyrir vísindamenn. Hér, samsett, er áhrifaríkasta leiðin, vegna þess að það getur sameinað kosti mismunandi íhluta, samsetning þeirra tveggja hefur hugsanleg „efnafræðileg viðbrögð“, getur haft samverkandi áhrif fyrir mxen efni, tekið kjarnann, farið í rosinn og Hjálpaðu árangri mxen-byggðra efna á nýtt stig.

Hér tökum við kerfisbundið saman uppbyggingu samþættingarinnar „1 + 1> 2“, það er, "xD kolefni + 2d mxene = ∞". Samkvæmt mismunandi víddum kolefnismassa, frá lágum vídd til hávíddar, 0D skammtapunkta til 3D kolefnis beinagrindar, og samþættingu 2D mxen samsettra uppbyggingar, í fyrsta lagi, samkvæmt mismunandi gerðum kolefnis fylkis og samsvarandi mismunandi blendingaaðferðum, dregur pappírinn saman pappírinn og ber saman. Í öðru lagi voru sambönd uppbyggingar-virkni xD / 2D-kolefnis / mxen heterostructures borin saman í samræmi við myndunarferli-frammistöðu rökfræði. Byggt á tímalínu fjölvíddar kolefnismats og mxenfléttu, frá upphaflegu 1D CNT-endurröðuninni, 2D grafen samsetningu, til 3D-unnin kolefnishleðslu og nýlega, festingu 0D kolefnis skammta punkta, geta vísindamennirnir greinilega greinilega Skilja bláæðarannsóknir. Af fjölda útgefinna greina er ekki erfitt að sjá að fjöldi rannsóknargagna sem tengjast mxenefnum eykst ár frá ári, þar á meðal, hlutfall rannsókna á mxen-byggðri kolefnissamsetningum er einnig að verða hærra og hærra og hærra og hærra og hærra og hærra og hærra og hærra og hærra og hærra og hærra og hærra og hærra og hærra og hærra og hærra og hærra og hærra og hærra og hærra og hærra og hærra og hærra og hærra og hærra og hærra og hærra og hærra og hærra og hærra og hærra og hærra og hærra og rannsóknir Meira um vert, það er meira og meira hvað varðar gerðir, sem er ánægjulegt fyrir framvindu rannsókna mxene. Í lokin var samantekt á framvindu rannsókna á mxen-byggðri kolefnissamsetningum og framtíðar rannsóknarstefna.