Príprava, vlastnosti a aplikácia filmov MXENE/ Polymer

Ako nový dvojrozmerný materiál bol od roku 2011 hlásený prvýkrát z uhlíka/nitridu prechodného kovu (MXENE) a kvôli svojim vynikajúcim vlastnostiam rýchlo upútal pozornosť vedeckých vedcov. Mxén sa skladá z n+1 vrstvy atómov prechodných kovov (M) a N vrstvy atómov uhlíka alebo dusíka (x) a jeho všeobecný vzorec sa dá písať ako Mn+1xntx, kde n je 1, 2 alebo 3, čo predstavuje Typy atómového usporiadania troch materiálov mxénu, T sa týka funkčnej skupiny spojenej s povrchom materiálu. Vzhľadom na bohaté chemické zloženie systému bolo úspešne pripravených viac ako 30 druhov Mxénu a teoretické výpočty ukazujú, že stále existuje veľa možných Mxénu. Vzhľadom na jedinečné fyzikálne a chemické vlastnosti MXENE má široké vyhliadky na katalýzu, snímanie, ukladanie energie a ďalšie polia. Štúdie ukázali, že mxén je náchylný na oxidačnú degradáciu v prírodnom prostredí, čo obmedzuje vývoj materiálov mxénu. Kompozit mxénu s inými materiálmi môže účinne zlepšiť environmentálnu stabilitu MXENE a ďalej rozširovať jeho praktický rozsah aplikácií. Medzi nimi má polymér výhody jednoduchej prípravy, nízkej ceny a nastaviteľnej funkcie a kombinácia polyméru a mxénu na prípravu kompozitných filmov sa stala jedným zo súčasných výskumných hotspotov, od ktorých sa očakáva, že si uvedomia rozsiahlu aplikáciu Mxene Materiály v priemyselnej výrobe

Obrázok 1. Zhrnutie metód prípravy a súvisiace aplikácie filmov Mxén/ polymér: Veľkosť koláčového grafu predstavuje podiel dokumentov týkajúcich sa metód prípravy a praktických aplikácií v celkových publikovaných príspevkoch.

Výskumný tím Zhang Han, významný profesor Univerzity Shenzhen, nedávno uverejnil dokument s názvom „Mxén/ polymérne membrány: syntéza, vlastnosti a vznikajúce aplikácie“ prvýkrát systematicky zhrnuli prípravu, vlastnosti a praktické aplikácie MXENE/ PLYMER filmy. Tento prehľad je rozdelený do šiestich častí: (1) Metódy syntézy tela MXENE: selektívne leptanie maximálnych alebo maximálnych prekurzorov a metóda rastu CVD zdola nahor nahor; (2) Štúdia o vlastnostiach mxénu: elektronické vlastnosti, mechanické vlastnosti a stabilita; (3) Metódy prípravy filmov Mxénu/ polyméru: Filtrácia s pomocou vákua (VAF), Riešenie nalievacieho filmu (DC), Film na lisovanie horúceho (HP), samolepkovanie vrstiev, elektrospinning a elektrochemické ukladanie atď. (4) Vlastnosti MXENE / Polymérne filmy: mechanické vlastnosti, tepelné vlastnosti, elektrické vlastnosti a plynovú bariéru; (5) Praktické aplikácie filmov Mxénu/ polyméru: filtračné médium, elektromagnetické tienenie, senzory, superkondenzátory a nanogenerátory; (6) Výzvy a príležitosti na vývoj filmov MXENE/ Polymér: Proces prípravy filmov MXENE/ POLEMER je zhrnutý tak, aby poskytoval nápady na návrh nových filmov MXENE/ POLEMER. Napríklad kvantitatívna príprava filmov Mxénu/ polyméru sa realizuje pridaním neinterkalovaných blokov mxénu do procesu polymerizácie; Vytvorením vhodného modelu sa študoval mechanizmus mxénu a polyméru a v kombinácii s experimentálnymi výsledkami sa odhalil účinok synergického účinku mxénu a polyméru na vlastnosti mxénových/ polymérnych filmov. V súčasnosti sa relatívne zrelý materiál TI3C2 používa hlavne pri príprave mxénových/ polymérnych filmov. Vzhľadom na rozmanitosť materiálov mxénu je možné preskúmať zavedenie ďalších prvkov materiálov MXENE v kombinácii s všestrannosťou samotného polyméru, aby sa dosiahla príprava vysoko výkonných filmov MXENE/ PLYMER.

Recenzovaný dokument bol nedávno uverejnený v chémii materiálov. Prvým autorom je Dr. Lingfeng Gao, postdoktorandský člen na Shenzhenskej univerzite, a zodpovedajúci autor je Zhang Han, vyznačený profesorom spoločného laboratória optoelektronickej vedy a technológie dvojrozmerných materiálov na univerzite v Shenzhene. Túto prácu podporila Národná prírodovedná nadácia Číny, postdoktorandská vedecká nadácia v Číne, projekt vedeckého a technologického plánu provincie Guangdong a Fond inovácií v oblasti vedy a technológie v Shenzhene.