Material 2D MXENE

Mxene és una classe de compostos inorgànics bidimensionals en ciències de materials. Aquests materials consisteixen en carburs metàl·lics de transició, nitrurs o nitrurs de carboni diverses capes atòmiques de gruix. Es va informar per primera vegada el 2011 que els materials de mxene tenen la conductivitat metàl·lica dels carburs metàl·lics de transició perquè tenen grups hidroxil o oxigen terminal a les seves superfícies.
Morfològicament, el mxene és com un hidrogel esqueixat entre òxids metàl·lics i condueix l’electricitat tan bé que pot substituir el coure i l’alumini en els cables, de manera que els ions es mouen amb molt menys resistència.
La importància de l’avanç tecnològic de Mxene no és només reduir el temps de càrrega dels telèfons mòbils. El professor Gao Guoqi, que s’encarrega del projecte de recerca, creu que l’aplicació de la vida real de Mxene també es podria estendre a vehicles elèctrics i promoure la popularització d’aquests vehicles.
El mxene sintètic preparat pel gravat de HF té una morfologia similar a l’acordió, són mxene multicactes (ml-mxene), o quan menys de 5 capes s’anomenen mxene de capa fina (FL-mxene). Com que la superfície de mxene es pot unir a grups funcionals, Mn+1xNTX (on T és el grup funcional, O, F, OH) es pot nomenar de manera habitual.
El mxene es pot preparar gravant la fase MAX, que sol contenir ions fluorur com l’àcid hidrofluòric (HF), el fluorur d’hidrogen d’amoni (NH4HF2) o l’àcid clorhídric (HCl) amb una barreja de fluorur de liti (LIF). Per exemple, el gravat Ti3Alc2 a temperatura ambient en una solució aquosa HF pot eliminar selectivament l’àtom (Al), mentre que la superfície de la capa de carbur produeix els àtoms del terminal O, OH i/o F.
Ti4N3 és l’únic material de nitrur de mxene que s’ha sintetitzat i té un mètode de preparació diferent del material de carbur mxene. Per sintetitzar Ti4N3, cal tractar a temperatures elevades a altes temperatures, cal tractar -los de la fase màxima ti4aln3 i els fluorurs eutèctics (fluorur de liti, fluorur de sodi, fluor de potassi). Aquest mètode pot erosionar l’alumini, deixant diverses capes de Ti4N3, i després immersa en ultrasons de solució d’hidròxid de tetrabutilamoni, es pot dividir en capes simples o primes (poques capes).