التحضير والخصائص وتطبيق أفلام mxene/ بوليمر

كمواد ثنائية الأبعاد جديدة ، تم الإبلاغ عن الكربون المعدني الانتقالي/النيتريد (MXENE) لأول مرة منذ عام 2011 ، وسرعان ما جذبت انتباه الباحثين العلميين بسبب خصائصه الممتازة. يتكون MXENE من طبقة N+1 من ذرات المعادن الانتقالية (M) وطبقة N من ذرات الكربون أو النيتروجين (X) ، ويمكن كتابة صيغتها العامة على أنها Mn+1xntx ، حيث N هي 1 أو 2 أو 3 ، تمثل أنواع الترتيب الذري لثلاث مواد MXENE ، تشير T إلى المجموعة الوظيفية المرتبطة بسطح المادة. نظرًا للتكوين الكيميائي الغني للنظام ، تم إعداد أكثر من 30 نوعًا من mxene بنجاح ، وتظهر الحسابات النظرية أنه لا يزال هناك الكثير من mxene المحتملة. نظرًا للخصائص الفيزيائية والكيميائية الفريدة من MXENE ، فإن لديها آفاقًا واسعة التطبيق في الحفز والاستشعار وتخزين الطاقة وغيرها من الحقول. أظهرت الدراسات أن mxene عرضة للتدهور المؤكسد في البيئة الطبيعية ، مما يحد من تطور مواد mxene. يمكن أن يحسن مركب MXENE مع مواد أخرى بشكل فعال الاستقرار البيئي لـ MXENE وتوسيع نطاق التطبيق العملي. من بينها ، يتمتع البوليمر بمزايا التحضير البسيط ، والأسعار المنخفضة والوظيفة القابلة للتعديل ، وأصبح مزيج البوليمر و MXENE لإعداد الأفلام المركبة واحدة من النقاط الساخنة البحثية الحالية ، والتي من المتوقع أن تدرك التطبيق على نطاق واسع من MXENE المواد في الإنتاج الصناعي

الشكل 1. ملخص أساليب التحضير والتطبيقات ذات الصلة لأفلام MXENE/ البوليمر: يمثل حجم مخطط الفطيرة نسبة الأوراق المتعلقة بطرق التحضير والتطبيقات العملية في إجمالي الأوراق المنشورة.

في الآونة الأخيرة ، نشر فريق الأبحاث في تشانغ هان ، أستاذ متميز لجامعة شنتشن ، ورقة بعنوان "أغشية mxene/ بوليمر: التوليف ، والخصائص ، والتطبيقات الناشئة" لأول مرة لتلخيص الاستعداد والخصائص والتطبيقات العملية من MXENE/ بوليمر أفلام. تنقسم هذه المراجعة إلى ستة أجزاء: (1) طرق تخليق جسم مكسين: الحفر الانتقائي للسلائف الأقصى أو غير المعاكس وطريقة نمو الأمراض القلبية الوعائية من أسفل إلى أعلى ؛ (2) دراسة عن خصائص mxene: الخواص الإلكترونية والخصائص الميكانيكية والاستقرار ؛ (3) أساليب إعداد أفلام MXENE/ البوليمر: الترشيح بمساعدة الفراغ (VAF) ، والأفلام التي تصب الحلول (DC) ، والأفلام الملحة الساخنة (HP) ، والتجميع الذاتي للطبقة ، وترسبات كهربائية وترسب كهروكيميائي ، وما إلى ذلك (4) خصائص MXENE / أفلام البوليمر: الخواص الميكانيكية والخصائص الحرارية والخصائص الكهربائية وحاجز الغاز ؛ (5) التطبيقات العملية لأفلام MXENE/ البوليمر: وسائط التصفية ، التدريع الكهرومغناطيسي ، أجهزة الاستشعار ، المكثفات الفائقة ودائبة النانو ؛ (6) تحديات وفرص لتطوير أفلام MXENE/ البوليمر: تم تلخيص عملية إعداد أفلام MXENE/ Polymer لتوفير أفكار لتصميم أفلام MXENE/ البوليمر الجديدة. على سبيل المثال ، يتم تحقيق التحضير الكمي لأفلام MXENE/ البوليمر عن طريق إضافة كتل MXENE غير المخصصة في عملية البلمرة ؛ من خلال إنشاء نموذج مناسب ، تمت دراسة آلية MXENE والبوليمر ، بالإضافة إلى النتائج التجريبية ، تم الكشف عن تأثير التأثير التآزري لـ MXENE والبوليمر على خصائص أفلام MXENE/ البوليمر. في الوقت الحاضر ، يتم استخدام مادة TI3C2 الناضجة نسبيًا بشكل أساسي في إعداد أفلام MXENE/ البوليمر. بالنظر إلى تنوع مواد mxene ، يمكن استكشاف إدخال عناصر أخرى من مواد mxene ، إلى جانب تنوع البوليمر نفسه ، لتحقيق إعداد أفلام mxene/ polymer عالية الأداء.

تم نشر ورقة المراجعة مؤخرًا في كيمياء المواد. المؤلف الأول هو الدكتور Lingfeng Gao ، وهو زميل ما بعد الدكتوراه في جامعة شنتشن ، والمؤلف المقابل هو تشانغ هان ، أستاذ متميز في المختبر المشترك للعلوم الضوئية للعلوم والتكنولوجيا للمواد ثنائية الأبعاد في جامعة شنتشن. تم دعم هذا العمل من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين ، ومؤسسة ما بعد الدكتوراه في الصين ، ومشروع خطة العلوم والتكنولوجيا في مقاطعة قوانغدونغ ، وصندوق الابتكار للعلوم والتكنولوجيا في شنتشن.