Prog. Mater. Sci. (Pokud: 48,165) | 2d mxen a uhlík

Důležitost uhlíku, jednoho z nejdůležitějších prvků života, je zřejmá. Od paleolitické éry se lidé pokusili použít uhlík k uspokojení našich nejzákladnějších potřeb. Vědci dnes úspěšně vyvinuli plně dimenzionální uhlíkové materiály z 0D uhlíkových kvantových teček, 1D uhlíkových nanotrubic nebo pásů, 2D grafenu a 3D uhlíkové pěny a tak dále, a tak dále, a tak dále, a tak dále, a tak dále. Uhlíkové materiály také hrají také nesmírně důležitou roli ve světě, ve kterém žijeme, a obsluhují naše životy. Nerovnatelná výhoda nákladů z něj činí průkopníka a vůdce v mnoha aplikačních oblastech a může být dokonce integrován do jiných materiálů, aby měl lepší výkon v některých konkrétních oblastech.

Od objevu 2D grafenu bylo rozsáhle studováno mnoho 2D materiálů, jako jsou oxidy přechodného kovu, chalkogenidy přechodného kovu, hlavně včetně sulfidů a selenidů a karbidy/nitrid přechodné kovy, hexagonální nitrid boru, nitrid, vrstvené LDH, 2D MOF, fosfen, Německo atd. Ačkoli tyto 2D materiály mají společnou 2D strukturu jako celek, specifické fyzikální a chemické vlastnosti se liší v závislosti na chemickém složení, což také dává rodině 2D materiálu širokou škálu aplikací. Mezi nimi je vrstvený přechodný kovový karbid v posledním desetiletí nejžhavější hvězdou, tzv. Mxen, díky svým zlatým vlastnostem elektrické vodivosti, funkční skupiny bohaté na povrch, jako je -f, -oh a = O, Vynikající hydrofilita a povrchová elektronegativita a další komplexní vynikající vlastnosti. Vzhledem k tomu, že byl poprvé syntetizován v roce 2011, stal se tématem pro výzkumné pracovníky po celém světě horkým výzkumným tématem, protože víme, že většina 2D materiálů vykazuje izolační, polovodičové nebo poloměrová vlastnosti, takže objev mxenu je úsvit 2D materiálu Systém. Mxen má nejen ve srovnání s jinými dvourozměrnými konečnými složkami, velmi bohatou rozmanitost založenou na různých atomových vrstvách, díky atomovému uspořádání kovů v rovině nebo mimo rovinu, od M2x2 po M3x2, do M4x3 a M4x3 a Nedávno M5X4, který do mxenového materiálového systému přináší více než 100 možných komponent. To je zatím jakýkoli jiný materiál. Ještě důležitější je, že podle různých podmínek leptání a metod fáze prekurzoru maxe lze regulovat velký počet funkčních skupin na povrchu mxenu, takže lze zacílit podle aplikace aplikace pro navrhování nejpříznivější struktury povrchu povrchové struktury . Síla van der waals mezi vrstvami mxenu lze překonat jednoduchou ultrazvukovou polní pomocí, spojené s elektrostatickým odpuzováním generovaným elektronegativitou mezi mxenovými vrstvami, je snadné získat vysoce disperzní koloidní řešení a kompozitním membránovým materiálem ultra -Flexibilita a ultra vysokou vodivost lze získat jednoduchou extrakcí a filtrací. Kvůli této vynikající komplexní povaze je 2d mxen všestranným materiálem stavebních bloků, jehož aplikace od jeho objevu sahají od počátečního skladování energie po katalýzu, snímání, solární články a rozvíjející se elektromagnetické stínění, úpravu vody a biomedicínu.

Všechno existují dvě strany, ačkoli materiály mxenu mají mnoho výhod, jako je výše uvedené, ale jeho nevýhody v konkrétních aplikačních polích, kterým musíme čelit. U aplikací pro skladování energie může vysoká elektrická vodivost a chemická síla Mxenu uložit velké množství náboje prostřednictvím chování pseudokapacitance. Skutečný elektrochemický výkon elektrodových materiálů na bázi mxenu je však přísně závislý na povrchových vlastnostech řízených podmínkami syntézy a často čelí vážným jevům samostatování během dlouhodobých cyklů náboje a vypouštění. Velmi to brání difúznímu chování iontů. A jeho vlastní vyšší období molekulové hmotnosti má obvykle neuspokojivou úroveň teoretické kapacity. Mxen ve své čisté fázi je také obtížné popsat jako dostatečný výkon pro katalytické aplikace. U jiných aplikací byla podobná situace pro výzkumné pracovníky hlavním hádankou. Zde, kompozit, je nejúčinnějším způsobem, protože může kombinovat výhody různých komponent, kombinace těchto dvou má potenciální „chemickou reakci“, může přinést synergické účinky na materiály mxenu, vzít podstatu, jít po drosech a Pomozte výkonu materiálů založených na mxenu na nové úrovni.

Zde systematicky shrnujeme strukturální integraci „1 + 1> 2“, tj. „XD uhlík + 2d mxene = ∞“. Podle různých rozměrů uhlíkové matrice, od nízké dimenze po vysokou dimenzi, 0D kvantové tečky po 3D kostru a integraci 2D mxenové kompozitní struktury, nejprve podle různých typů uhlíkové matrice a odpovídajících různých hybridních metod, papír shrnuje a srovnává. Za druhé, vztahy struktury-aktivity heterostruktur xD / 2d-uhlík / mxenu byly porovnány podle logiky syntézy-struktura-výkon. Na základě časové osy vícerozměrné uhlíkové matrice a komplexu mxenu, od počáteční rekombinace 1D CNT, 2D grafenového sestavy, po 3D odvozené uhlíkové zatížení a v poslední době ukotvení 0D kvantových teček, vědci mohou jasně pochopit žílu průzkumu. From the number of published articles, it is not difficult to see that the number of research papers related to MXene materials is increasing year by year, among which, the proportion of research on MXene-based carbon composites is also getting higher and higher, and Ještě důležitější je, že je to stále hojnější, pokud jde o typy, což je potěšující pro výzkumný pokrok mxenu. Nakonec byl shrnut výzkumný pokrok uhlíkových kompozitů na bázi mxenu a byl prokázán budoucí směr výzkumu.