Mxeeni/ polymeerikalvojen valmistus, ominaisuudet ja levitys

Uutena kaksiulotteisena materiaalina siirtymämetallihiili/nitridi (MXEEN) on raportoitu ensimmäistä kertaa vuodesta 2011 lähtien, ja se on herättänyt nopeasti tieteellisten tutkijoiden huomion sen erinomaisten ominaisuuksien vuoksi. Mxeeni koostuu N+1 -kerroksesta siirtymämetalliatomeja (M) ja N -kerrosta hiili- tai typpiatomeja (x), ja sen yleinen kaava voidaan kirjoittaa MN+1xNTX: ksi, missä n on 1, 2 tai 3, edustaen Kolmen mxeenimateriaalin atomijärjestelytyypit, T viittaa materiaalin pintaan sitoutuneeseen funktionaaliseen ryhmään. Järjestelmän rikkaan kemiallisen koostumuksen vuoksi yli 30 mxeeniä on valmistettu onnistuneesti, ja teoreettiset laskelmat osoittavat, että mahdollisia mxeeniä on vielä paljon. Mxeenin ainutlaatuisten fysikaalisten ja kemiallisten ominaisuuksien vuoksi sillä on katalyysissä, havainnassa, energian varastoinnissa ja muissa kentissä laajat käyttömahdollisuudet. Tutkimukset ovat osoittaneet, että mxeeni on alttiina oksidatiiviselle hajoamiselle luonnollisessa ympäristössä, mikä rajoittaa mxeenimateriaalien kehitystä. Mxeenikomposiitti muihin materiaaleihin voi tehokkaasti parantaa mxeenin ympäristöstabiilisuutta ja laajentaa edelleen sen käytännön käyttöaluetta. Niistä polymeerillä on edut yksinkertaisesta valmistuksesta, alhaisesta hinnasta ja säädettävästä toiminnasta, ja polymeerin ja mxeenin yhdistelmästä komposiittikalvojen valmistelemiseksi on tullut yksi nykyisistä tutkimuspisteistä, joiden odotetaan toteuttavan mxeenin laajamittaisen sovelluksen Materiaalit teollisuustuotannossa

Kuva 1. Yhteenveto mxeeni/ polymeerikalvojen valmistusmenetelmistä ja niihin liittyvistä sovelluksista: Piirenkaavion koko edustaa valmistusmenetelmiin ja käytännön sovelluksiin liittyvien papereiden osuutta julkaistuissa papereissa.

Äskettäin Shenzhenin yliopiston arvostetun professori Zhang Hanin tutkimusryhmä julkaisi artikkelin, jonka otsikko on "Mxeeni/ polymeerikalvot: synteesi, ominaisuudet ja esiin nousevat sovellukset" ensimmäistä kertaa systemaattisesti tiivistelmä mxeenin/ polymeerien valmistus, ominaisuudet ja käytännölliset sovellukset Elokuvat. Tämä katsaus on jaettu kuuteen osaan: (1) Mxeenin rungon synteesimenetelmät: Max- tai ei-Max-esiasteiden selektiivinen etsaus ja alhaalta ylöspäin-CVD-kasvumenetelmä; (2) tutkimus mxeenin ominaisuuksista: elektroniset ominaisuudet, mekaaniset ominaisuudet ja stabiilisuus; (3) Mxeeni/ polymeerikalvojen valmistusmenetelmät: tyhjiötusted-suodatus (VAF), liuoksen kaatamiskalvo (DC), kuuma puristuskalvo (HP), kerros itsekokoonpano, sähköhäiriöt ja sähkökemialliset laskeutumisen jne. (4) Mxeenin ominaisuudet / Polymeerikalvot: mekaaniset ominaisuudet, lämpöominaisuudet, sähköiset ominaisuudet ja kaasueste; (5) mxeeni/ polymeerikalvojen käytännölliset sovellukset: suodatinväliaineet, sähkömagneettiset suojaukset, anturit, superkondensaattorit ja nanogeneraattorit; (6) Mekseeni/ polymeerikalvojen kehittämiseen liittyvät haasteet ja mahdollisuudet: Mxeeni/ polymeerikalvojen valmistusprosessi on tiivistelty ideoiden tarjoamiseksi uusien mxeeni/ polymeerikalvojen suunnittelulle. Esimerkiksi mxeeni-/ polymeerikalvojen kvantitatiivinen valmistus toteutetaan lisäämällä interaalisoimattomia mxeenilohkoja polymerointiprosessissa; Perustamalla sopivan mallin tutkittiin mxeenin ja polymeerin mekanismia ja yhdistettiin kokeellisiin tuloksiin, paljastettiin mxeenin ja polymeerin synergistisen vaikutuksen vaikutuksen mxeeni/ polymeerikalvojen ominaisuuksiin. Tällä hetkellä suhteellisen kypsä TI3C2 -materiaalia käytetään pääasiassa mxeeni/ polymeerikalvojen valmistuksessa. Kun otetaan huomioon mxeenimateriaalien monimuotoisuus, muiden elementtien lisäämistä Mxeen-materiaaleista voidaan tutkia yhdistettynä itse polymeerin monipuolisuuteen korkean suorituskyvyn mxeeni/ polymeerikalvojen valmistuksen saavuttamiseksi.

Arviointipaperi julkaistiin äskettäin Materials Chemistry -lehdessä. Ensimmäinen kirjoittaja on tohtori Lingfeng Gao, Shenzhenin yliopiston tutkijatohtori, ja vastaava kirjoittaja on Zhang Han, arvostettu professori Optoelektronic Science -laboratorion ja teknologian yhteislaboratoriossa kaksiulotteista materiaalia Shenzhenin yliopistossa. Tätä työtä ovat tukeneet Kiinan kansallinen luonnontieteellinen säätiö, Kiinan tutkijatieteen säätiö, Guangdongin maakunnan tiede- ja teknologiasuunnitelmaprojekti ja Shenzhenin tiede- ja teknologiainnovaatiorahasto.