การเตรียมคุณสมบัติและการประยุกต์ใช้ฟิล์ม MXENE/ POLYMER

ในฐานะที่เป็นวัสดุสองมิติใหม่การเปลี่ยนโลหะคาร์บอน/ไนไตรด์ (MXENE) ได้รับการรายงานเป็นครั้งแรกนับตั้งแต่ปี 2011 และได้รับความสนใจจากนักวิจัยทางวิทยาศาสตร์อย่างรวดเร็วเนื่องจากคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยม MXENE ประกอบด้วย N+1 ชั้นของอะตอมโลหะทรานซิชัน (M) และ N ชั้นของคาร์บอนหรือไนโตรเจน (x) อะตอมและสูตรทั่วไปสามารถเขียนเป็น Mn+1xntx โดยที่ n คือ 1, 2 หรือ 3 ประเภทการจัดเรียงอะตอมของวัสดุ MXENE สามชนิด T หมายถึงกลุ่มการทำงานที่ยึดติดกับพื้นผิวของวัสดุ เนื่องจากองค์ประกอบทางเคมีที่หลากหลายของระบบมีการเตรียม MXENE มากกว่า 30 ชนิดและการคำนวณเชิงทฤษฎีแสดงให้เห็นว่ายังมี MXENE ที่เป็นไปได้อีกมากที่จะพัฒนา เนื่องจากคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีที่เป็นเอกลักษณ์ของ MXENE จึงมีโอกาสในการใช้งานที่กว้างขวางในการเร่งปฏิกิริยาการตรวจจับการจัดเก็บพลังงานและสาขาอื่น ๆ การศึกษาแสดงให้เห็นว่า MXENE มีแนวโน้มที่จะเสื่อมสภาพออกซิเดชั่นในสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติซึ่ง จำกัด การพัฒนาของวัสดุ MXENE คอมโพสิตของ MXENE กับวัสดุอื่น ๆ สามารถปรับปรุงความมั่นคงด้านสิ่งแวดล้อมของ MXENE ได้อย่างมีประสิทธิภาพและขยายช่วงการใช้งานที่ใช้งานได้จริง ในหมู่พวกเขาพอลิเมอร์มีข้อดีของการเตรียมการง่าย ๆ ราคาต่ำและฟังก์ชั่นที่ปรับได้และการรวมกันของพอลิเมอร์และ MXENE เพื่อเตรียมฟิล์มคอมโพสิตได้กลายเป็นหนึ่งในฮอตสปอตการวิจัยในปัจจุบันซึ่งคาดว่าจะตระหนักถึงการประยุกต์ใช้ MXENE ขนาดใหญ่ วัสดุในการผลิตอุตสาหกรรม

รูปที่ 1 สรุปวิธีการเตรียมและการใช้งานที่เกี่ยวข้องของภาพยนตร์ MXENE/ Polymer: ขนาดของแผนภูมิวงกลมแสดงถึงสัดส่วนของเอกสารที่เกี่ยวข้องกับวิธีการเตรียมและการใช้งานจริงในเอกสารที่ตีพิมพ์ทั้งหมด

เมื่อเร็ว ๆ นี้ทีมวิจัยของจางฮันศาสตราจารย์ที่มีชื่อเสียงของมหาวิทยาลัยเซินเจิ้นได้ตีพิมพ์บทความเรื่อง "เมมเบรน Mxene/ พอลิเมอร์: การสังเคราะห์คุณสมบัติและการใช้งานที่เกิดขึ้นใหม่" เป็นครั้งแรก ภาพยนตร์ การทบทวนนี้แบ่งออกเป็นหกส่วน: (1) วิธีการสังเคราะห์ของร่างกาย MXENE: การแกะสลักแบบเลือกของสารตั้งต้นสูงสุดหรือไม่ใช่ max และวิธีการเจริญเติบโต CVD จากล่างขึ้นบน; (2) การศึกษาคุณสมบัติของ MXENE: คุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์คุณสมบัติเชิงกลและความเสถียร (3) วิธีการเตรียมการของฟิล์ม MXENE/ พอลิเมอร์: การกรองเครื่องดูดฝุ่น (VAF), สารละลายเทฟิล์ม (DC), ฟิล์มกดร้อน (HP), การประกอบตัวเองเลเยอร์, ​​อิเล็กโตปินนิงและการสะสมทางเคมี ฯลฯ (4) คุณสมบัติของ MXENE / ฟิล์มพอลิเมอร์: คุณสมบัติเชิงกล, คุณสมบัติทางความร้อน, คุณสมบัติทางไฟฟ้าและสิ่งกีดขวางก๊าซ; (5) การใช้งานจริงของฟิล์ม MXENE/ โพลีเมอร์: สื่อกรอง, การป้องกันแม่เหล็กไฟฟ้า, เซ็นเซอร์, ซูเปอร์คาปาซิเตอร์และ nanogenerators; (6) ความท้าทายและโอกาสในการพัฒนาภาพยนตร์ MXENE/ Polymer: กระบวนการเตรียมการของภาพยนตร์ MXENE/ Polymer ได้สรุปไว้เพื่อให้แนวคิดสำหรับการออกแบบภาพยนตร์ MXENE/ Polymer ใหม่ ตัวอย่างเช่นการเตรียมเชิงปริมาณของฟิล์ม MXENE/ พอลิเมอร์นั้นเกิดขึ้นได้โดยการเพิ่มบล็อก MXENE ที่ไม่ได้รับการประเมินในกระบวนการโพลีเมอไรเซชัน โดยการสร้างแบบจำลองที่เหมาะสมกลไกของ MXENE และโพลีเมอร์ได้รับการศึกษาและรวมกับผลการทดลองผลของผลเสริมฤทธิ์กันของ MXENE และพอลิเมอร์ต่อคุณสมบัติของฟิล์ม MXENE/ Polymer ในปัจจุบันวัสดุ TI3C2 ที่ค่อนข้างเป็นผู้ใหญ่ส่วนใหญ่จะใช้ในการเตรียมฟิล์ม MXENE/ พอลิเมอร์ เมื่อพิจารณาถึงความหลากหลายของวัสดุ MXENE การแนะนำองค์ประกอบอื่น ๆ ของวัสดุ MXENE สามารถสำรวจได้รวมกับความสามารถรอบตัวของพอลิเมอร์เพื่อให้ได้ฟิล์ม MXENE/ พอลิเมอร์ประสิทธิภาพสูง

กระดาษทบทวนได้รับการตีพิมพ์เมื่อเร็ว ๆ นี้ในเคมีของวัสดุ ผู้เขียนคนแรกคือดร. Lingfeng Gao เพื่อนหลังปริญญาเอกที่มหาวิทยาลัยเซินเจิ้นและผู้เขียนที่เกี่ยวข้องคือจางฮันศาสตราจารย์ที่โดดเด่นที่ห้องปฏิบัติการร่วมกันของวิทยาศาสตร์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์และเทคโนโลยีของวัสดุสองมิติที่มหาวิทยาลัยเซินเจิ้น งานนี้ได้รับการสนับสนุนจากมูลนิธิวิทยาศาสตร์ธรรมชาติแห่งชาติของจีนมูลนิธิวิทยาศาสตร์หลังปริญญาเอกของจีนโครงการแผนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีของมณฑลกวางตุ้งและกองทุนนวัตกรรมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีของเซินเจิ้น