Επαιτώ. Μητήρ. Sci. (Εάν: 48.165) 2d Mxene και Carbon

Η σημασία του άνθρακα, ένα από τα πιο σημαντικά στοιχεία της ζωής, είναι αυτονόητη. Από την παλαιολιθική εποχή, οι άνθρωποι προσπάθησαν να χρησιμοποιήσουν τον άνθρακα για να καλύψουν τις πιο βασικές ανάγκες μας. Σήμερα, οι επιστήμονες έχουν αναπτύξει επιτυχώς υλικά άνθρακα πλήρους διαστάσεων, από 0D κβαντικές κουκίδες άνθρακα, νανοσωλήνες ή ζώνες 1D άνθρακα, 2D graphene και 3D αφρό άνθρακα και ούτω καθεξής, έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως σε πολλούς τομείς. Ως εκ τούτου, τα υλικά άνθρακα διαδραματίζουν επίσης έναν εξαιρετικά σημαντικό ρόλο στον κόσμο στον οποίο ζούμε, εξυπηρετώντας τη ζωή μας. Το απαράμιλλο πλεονέκτημα κόστους το καθιστά πρωτοπόρο και ηγέτη σε πολλούς τομείς εφαρμογών και μπορεί να ενσωματωθεί ακόμη και με άλλα υλικά για να έχει καλύτερες επιδόσεις σε ορισμένους συγκεκριμένους τομείς.

Από την ανακάλυψη του 2D γραφένιου, πολλά 2D υλικά έχουν μελετηθεί εκτενώς, όπως οξείδια μετάβασης, μεταβατικά μεταλλικά χαλκογενίδια, κυρίως σουλφίδια και σεληνίδια και καρβίδια μετάλλων μετάλλων/νιτρίδιο, εξαγωνικό βόριο νιτρίδιο, στρωματοποιημένο LDH, 2D MOF, φόσφαιρο, φωσφένιο, Germane, κλπ. Αν και αυτά τα 2D υλικά έχουν μια κοινή δομή 2D στο σύνολό τους, οι ειδικές φυσικές και χημικές ιδιότητες ποικίλλουν ανάλογα με τη χημική σύνθεση, η οποία δίνει επίσης στην οικογένεια 2D υλικό ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών. Μεταξύ αυτών, το στρωματοποιημένο μεταλλικό καρβίδιο μετάβασης είναι το πιο καυτό αστέρι κατά την τελευταία δεκαετία, το λεγόμενο Mxene, λόγω των ιδιοτήτων του τύπου χρυσού της ηλεκτρικής αγωγιμότητας, των επιφανειακών λειτουργικών λειτουργικών ομάδων, όπως το -f, -oh και = o, Εξαιρετική υδρόφιλη και επιφανειακή ηλεκτροαρνητικότητα και άλλα ολοκληρωμένα εξαιρετικά χαρακτηριστικά. Από τότε που συντέθηκε για πρώτη φορά το 2011, έχει γίνει ένα καυτό ερευνητικό θέμα για τους ερευνητές σε όλο τον κόσμο, επειδή γνωρίζουμε ότι τα περισσότερα 2D υλικά παρουσιάζουν μονωτικά, ημιαγωγούς ή ημι-μεταλλικές ιδιότητες, οπότε η ανακάλυψη του Mxene είναι η αυγή του 2D υλικού Σύστημα. Όχι μόνο αυτό, σε σύγκριση με άλλα δισδιάστατα πεπερασμένα συστατικά, το mxene έχει μια πολύ πλούσια ποικιλία βασισμένη σε διαφορετικά ατομικά στρώματα, χάρη στο επίπεδο ή στο μεταλλικό ατομικό διατάγμα Πιο πρόσφατα M5x4, το οποίο φέρνει περισσότερα από 100 πιθανά συστατικά στο σύστημα υλικού Mxene. Αυτό είναι ασύγκριτο από οποιοδήποτε άλλο υλικό μέχρι στιγμής. Το πιο σημαντικό, σύμφωνα με τις διάφορες συνθήκες χάραξης και μεθόδους της φάσης Max πρόδρομου, μπορεί να ρυθμιστεί ένας μεγάλος αριθμός λειτουργικών ομάδων στην επιφάνεια του Mxene, έτσι ώστε να μπορεί να στοχεύει σύμφωνα με το σενάριο εφαρμογής για να σχεδιάσει την πιο ευνοϊκή δομή επιφάνειας . Η δύναμη Van der Waals μεταξύ των στρωμάτων Mxene μπορεί να ξεπεραστεί με απλή υπερηχητική βοήθεια πεδίου, σε συνδυασμό με την ηλεκτροστατική απόρριψη που παράγεται από την ηλεκτροαρνητικότητα μεταξύ των στρωμάτων Mxene, είναι εύκολο να ληφθεί ένα πολύ διασκορπιστικό κολλοειδές διάλυμα και ένα σύνθετο υλικό μεμβράνης με Ultra με Ultra -Η ευελιξία και η εξαιρετικά υψηλή αγωγιμότητα μπορούν να ληφθούν με απλή εξαγωγή και διήθηση. Λόγω αυτής της εξαιρετικής περιεκτικής φύσης, το 2D Mxene είναι ένα ευπροσάρμοστο υλικό δομικών στοιχείων των οποίων οι εφαρμογές από την ανακάλυψή του κυμαίνονται από την αρχική αποθήκευση ενέργειας έως την κατάλυση, την ανίχνευση, τα ηλιακά κύτταρα και την αναδυόμενη ηλεκτρομαγνητική θωράκιση, την επεξεργασία νερού και τη βιοϊατρική.

Υπάρχουν δύο πλευρές σε όλα, αν και τα υλικά Mxene έχουν πολλά πλεονεκτήματα όπως τα παραπάνω, αλλά τα μειονεκτήματά του σε συγκεκριμένα πεδία εφαρμογών που πρέπει να αντιμετωπίσουμε. Για τις εφαρμογές αποθήκευσης ενέργειας, η υψηλή ηλεκτρική αγωγιμότητα και η χημική αντοχή του Mxene μπορούν να αποθηκεύσουν μεγάλη ποσότητα φορτίου μέσω της συμπεριφοράς ψευδοκαπακτινοβολίας. Ωστόσο, η πραγματική ηλεκτροχημική απόδοση των υλικών ηλεκτροδίων που βασίζονται σε Mxene εξαρτάται αυστηρά από τις επιφανειακές ιδιότητες που ελέγχονται από τις συνθήκες σύνθεσης και συχνά αντιμετωπίζει σοβαρά φαινόμενα αυτοεξυπηρέτησης κατά τη διάρκεια μακροπρόθεσμων κύκλων φόρτισης και εκφόρτισης. Εμποδίζει πολύ τη συμπεριφορά διάχυσης των ιόντων. Και η δική της περίοδος υψηλότερου μοριακού βάρους συνήθως έχει μη ικανοποιητικά επίπεδα θεωρητικής ικανότητας. Το Mxene στην καθαρή του φάση είναι επίσης δύσκολο να περιγραφεί ως έχει επαρκή απόδοση για καταλυτικές εφαρμογές. Για άλλες εφαρμογές, μια παρόμοια κατάσταση ήταν ένα σημαντικό παζλ για τους ερευνητές. Εδώ, το σύνθετο, είναι ο πιο αποτελεσματικός τρόπος, επειδή μπορεί να συνδυάσει τα πλεονεκτήματα των διαφόρων συστατικών, ο συνδυασμός των δύο έχει μια πιθανή «χημική αντίδραση», μπορεί να φέρει συνεργιστικές επιδράσεις για τα υλικά mxene, να πάρει την ουσία, να πάει στη σκωρία και Βοηθήστε την απόδοση των υλικών που βασίζονται σε Mxene σε νέο επίπεδο.

Εδώ, συνοψίζουμε συστηματικά τη δομική ενσωμάτωση του "1 + 1> 2", δηλαδή, "XD Carbon + 2d Mxene = ∞". Σύμφωνα με διαφορετικές διαστάσεις της μήτρας άνθρακα, από τη χαμηλή διάσταση έως την υψηλή διάσταση, 0d κβαντικές κουκκίδες έως τον 3D σκελετό άνθρακα και την ενσωμάτωση της σύνθετης δομής 2D Mxene, πρώτον, σύμφωνα με διαφορετικούς τύπους μήτρας άνθρακα και αντίστοιχες διαφορετικές υβριδικές μεθόδους, συνοψίζει το χαρτί, συνοψίζει το χαρτί, το χαρτί, και συγκρίνεται. Δεύτερον, οι σχέσεις δομής-δραστικότητας των ετεροδομών XD / 2D-Carbon / Mxene συγκρίθηκαν σύμφωνα με τη λογική απόδοσης-δομής σύνθεσης. Με βάση το χρονοδιάγραμμα της πολυδιάστατης μήτρας άνθρακα και του συμπλόκου Mxene, από τον αρχικό ανασυνδυασμό 1D CNTs, τη συναρμολόγηση 2D graphene, μέχρι τη φόρτωση άνθρακα 3D και πιο πρόσφατα, την αγκύρωση των κβαντικών σημείων άνθρακα, οι επιστήμονες μπορούν σαφώς Κατανοήστε τη φλέβα της εξερεύνησης. Από τον αριθμό των δημοσιευμένων άρθρων, δεν είναι δύσκολο να διαπιστωθεί ότι ο αριθμός των ερευνητών που σχετίζονται με τα υλικά Mxene αυξάνεται κάθε χρόνο, μεταξύ των οποίων το ποσοστό της έρευνας για τα σύνθετα άνθρακα με βάση το Mxene αυξάνεται επίσης και υψηλότερο και υψηλότερο και υψηλότερο και υψηλότερο Το πιο σημαντικό είναι ότι είναι όλο και πιο άφθονο από την άποψη των τύπων, η οποία είναι ευχάριστη για την πρόοδο της έρευνας του Mxene. Τελικά, συνοψίστηκε η πρόοδος της έρευνας των σύνθετων άνθρακα με βάση το MXene και προοπτεύθηκε η μελλοντική κατεύθυνση της έρευνας.