Priprema, svojstva i primjena MXENE/ polimernih filmova

Kao novi dvodimenzionalni materijal, prijelazni metal ugljik/nitrid (MXENE) prijavljen je prvi put od 2011. godine, a brzo je privukao pažnju znanstvenih istraživača zbog svojih izvrsnih svojstava. Mxen se sastoji od n+1 sloja atoma prijelaznog metala (m) i n sloja atoma ugljika ili dušika (x), a njegova opća formula može se napisati kao mn+1xntx, gdje je n 1, 2 ili 3, koji predstavlja Vrste atomskog rasporeda od tri mxene materijala, T odnosi se na funkcionalnu skupinu povezanu s površinom materijala. Zbog bogatog kemijskog sastava sustava uspješno je pripremljeno više od 30 vrsta MXENE, a teorijski proračuni pokazuju da još uvijek postoji mnogo mogućih mxena. Zbog jedinstvenih fizičkih i kemijskih svojstava MXENE -a, ima široke izglede za primjenu u katalizi, senzoru, skladištu energije i drugim poljima. Studije su pokazale da je MXENE sklon oksidacijskoj degradaciji u prirodnom okruženju, što ograničava razvoj MXENE materijala. Kompozit MXENE -a s drugim materijalima može učinkovito poboljšati stabilnost okoliša MXENE -a i dodatno proširiti svoj praktični raspon primjene. Među njima, polimer ima prednosti jednostavne pripreme, niske cijene i podesive funkcije, a kombinacija polimera i mxena za pripremu kompozitnih filmova postala je jedno od trenutnih istraživačkih žarišta, za koje se očekuje da će ostvariti veliku primjenu MXENE Materijali u industrijskoj proizvodnji

Slika 1. Sažetak metoda pripreme i srodne primjene filmova o MXENE/ polimeru: Veličina grafikona pita predstavlja udio radova povezanih s metodama pripreme i praktičnim primjenama u ukupno objavljenim radovima.

Nedavno je istraživački tim Zhang Han, ugledni profesor Sveučilišta Shenzhen, objavio rad pod naslovom "MXENE/ POLIMERSKE MEMBRANE: SINTEZA, Svojstva i primjene u nastajanju" prvi je put sustavno sažeo pripremu, svojstva i praktične primjene MXENE/ KOLIMER Filmovi. Ovaj je pregled podijeljen na šest dijelova: (1) metode sinteze MXENE tijela: selektivno jetkanje max ili ne-maksiračkih prekursora i metoda rasta CVD-a odozdo prema gore; (2) proučavanje svojstava MXENE: Elektronička svojstva, mehanička svojstva i stabilnost; (3) Metode pripreme mxene/ polimernih filmova: vakuumsko potpomognute filtracije (VAF), filma o izlijevanju otopine (DC), vrućim prešanjem filma (HP), samo-sastavljanjem sloja, elektrospinniranju i elektrokemijskom taloženju itd. (4) Svojstva MXENE / Polimerni filmovi: mehanička svojstva, toplinska svojstva, električna svojstva i plinska barijera; (5) praktične primjene MXENE/ polimernih filmova: filtrirani mediji, elektromagnetska zaštita, senzori, superkapacitori i nanogeneratori; (6) Izazovi i mogućnosti razvoja MXENE/ polimernih filmova: Proces pripreme MXENE/ polimernih filmova sažet je kako bi se pružili ideje za dizajn novih mxene/ polimernih filmova. Na primjer, kvantitativna priprema filmova MXENE/ polimera ostvaruje se dodavanjem neprekizanih blokova MXENE u procesu polimerizacije; Uspostavljanjem prikladnog modela proučavan je mehanizam MXENE i polimera, a kombinirano je s eksperimentalnim rezultatima, otkriven je učinak sinergističkog učinka mxene i polimera na svojstva filmova MXENE/ polimera. Trenutno se relativno zreli materijal Ti3c2 uglavnom koristi u pripremi mxene/ polimernih filmova. S obzirom na raznolikost MXENE materijala, uvođenje drugih elemenata MXENE materijala može se istražiti, u kombinaciji s svestranošću samog polimera, kako bi se postigla priprema filmova MXENE/ polimera visoke performanse.

Rad za pregled nedavno je objavljen u kemiji materijala. Prvi autor je dr. Lingfeng Gao, postdoktorski kolega na Sveučilištu Shenzhen, a odgovarajući autor je Zhang Han, ugledni profesor u Zajedničkom laboratoriju optoelektronske znanosti i tehnologije dvodimenzionalnih materijala na Sveučilištu Shenzhen. Ovaj rad podržali su Nacionalna zaklada za prirodne znanosti u Kini, Postdoktorska zaklada za znanost u Kini, Projekt znanosti i tehnološkog plana u provinciji Guangdong i Fond Shenzhena u Shenzhenu.