MXene頂刊霸屏是什么感覺(jué)?
【導(dǎo)讀】
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盡管 Ti3C2Tx?MXene 因其金屬導(dǎo)電性和高加工性而成為催化、儲(chǔ)能、電磁干擾屏蔽等許多應(yīng)用領(lǐng)域的有前途的材料,但它在高溫下的抗氧化性較差,使其在惡劣環(huán)境下的應(yīng)用具有挑戰(zhàn)性。

本文報(bào)告了一種具有提取膨潤(rùn)土 (EB) 納米片的空氣穩(wěn)定的Ti3C2Tx基復(fù)合材料。在這種情況下,氧分子被顯示優(yōu)先吸附在 EB 上。由于吸附的 O2?和Ti3C2Tx之間的 p-d 軌道雜化減弱,EB 上的氧飽和吸附進(jìn)一步抑制了更多的氧分子吸附在Ti3C2Tx表面,這是由Ti3C2Tx?/EB 界面耦合引起的。因此,該復(fù)合材料能夠在空氣或潮濕環(huán)境中耐受高退火溫度(400°C 以上幾個(gè)小時(shí)),表明在惡劣條件下的抗氧化性能得到極大改善。上述發(fā)現(xiàn)與通過(guò)不同合成路線獲得的Ti3C2Tx的終止率無(wú)關(guān)。該復(fù)合材料用作太赫茲屏蔽材料,即使在高達(dá) 600?°C 的高溫處理后仍保持其屏蔽能力,而原始Ti3C2Tx完全氧化,沒(méi)有太赫茲屏蔽能力。還展示了焦耳加熱和熱循環(huán)性能。

文獻(xiàn)鏈接:Liu, N., Li, Q., Wan, H. et al. High-temperature stability in air of Ti3C2Tx?MXene-based composite with extracted bentonite. Nat Commun 13, 5551 (2022).?https://doi.org/10.1038/s41467-022-33280-22二維過(guò)渡金屬碳化物和氮化物的 MXene 家族已經(jīng)包括約 50 個(gè)具有不同原子層數(shù)、化學(xué)計(jì)量組成和固溶體、原子的平面內(nèi)或平面外排序以及各種表面終止的基團(tuán)。MXenes 已顯示出使其對(duì)從能源存儲(chǔ)到電子和醫(yī)學(xué)等應(yīng)用具有吸引力的特性。盡管這種成分的可變性允許微調(diào) MXene 的特性,但由于存在多種輕元素(例如 H、C、N、O 和 F)非常接近,因此在 MXene 的分析過(guò)程中也帶來(lái)了挑戰(zhàn)。

本文作者使用超低能二次離子質(zhì)譜法展示了具有原子分辨率的 MXenes 單粒子及其母 MAX 相的深度剖析。作者直接檢測(cè)碳亞晶格中的氧,從而證明碳氧化物 MXenes 的存在。作者還確定了相鄰表面終止層的組成,并顯示了它們之間的相互作用。對(duì)金屬亞晶格的分析表明,Mo2TiAlC2?MAX 表現(xiàn)出完美的面外有序性,而 Cr2TiAlC2?MAX 在內(nèi)部過(guò)渡金屬層中表現(xiàn)出 Cr 和 Ti 之間的一些混合。作者的結(jié)果展示了開(kāi)發(fā)的二次離子質(zhì)譜技術(shù)在探測(cè)具有單原子層精度的層狀和二維材料的組成方面的能力。

文獻(xiàn)鏈接:Micha?owski, P.P., Anayee, M., Mathis, T.S. et al. Oxycarbide MXenes and MAX phases identification using monoatomic layer-by-layer analysis with ultralow-energy secondary-ion mass spectrometry. Nat. Nanotechnol. (2022).?https://doi.org/10.1038/s41565-022-01214-03隨著電磁污染的增加,電磁干擾(EMI)屏蔽材料引起了廣泛關(guān)注,在可視化窗口、航空航天設(shè)備和可穿戴設(shè)備中的應(yīng)用需要具有高透明度和靈活性。然而,在保持出色透光率的同時(shí)實(shí)現(xiàn)高性能 EMI 屏蔽仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。

本文中,一種夾層復(fù)合材料是通過(guò)在透明木材(TW)的芯材上涂覆銀納米線(AgNW)@MXene 構(gòu)建的,在可見(jiàn)光范圍內(nèi)的最大透射率為 28.8%,縱向拉伸強(qiáng)度為 47.8 MPa。在 X 波段(8-12.4 GHz)下,平均 EMI 屏蔽效率可以達(dá)到 44.0 dB,這歸因于 TW 層微通道內(nèi)電磁波的多反射以及 AgNW 和 MXene 之間的界面極化引起的吸收屏蔽增加。同時(shí),本文提出的方法可以方便地生產(chǎn)大規(guī)模的EMI屏蔽膜,這為開(kāi)發(fā)具有廣泛應(yīng)用的先進(jìn)EMI屏蔽材料提供了靈感。文獻(xiàn)鏈接:Transparent and Flexible Electromagnetic Interference Shielding Materials by Constructing Sandwich AgNW@MXene/Wood Composites?https://doi.org/10.1021/acsnano.2c071114導(dǎo)電聚合物有許多先進(jìn)的應(yīng)用,但仍然有一個(gè)重要的目標(biāo)是開(kāi)發(fā)一種通用且直接的策略,以使用典型的導(dǎo)電聚合物,例如聚吡咯、聚苯胺或聚 (3,4-乙烯二氧噻吩)。

本文報(bào)告了一種蛋白質(zhì)結(jié)晶介導(dǎo)的自強(qiáng)化策略,結(jié)合合理的光化學(xué)設(shè)計(jì)來(lái)制造可印刷的導(dǎo)電有機(jī)水凝膠。這種有機(jī)水凝膠是通過(guò)吡咯和明膠蛋白在數(shù)十秒內(nèi)快速且正交可控的光聚合而一步制備的。所制備的導(dǎo)電有機(jī)水凝膠通過(guò)陰影掩模光刻和 3D 擠出技術(shù)被圖案化并打印成復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。溫和的光催化體系使過(guò)渡金屬碳化物/氮化物 (MXene) 組分在氧化制備過(guò)程和儲(chǔ)存過(guò)程中具有高穩(wěn)定性??刂扑舭l(fā)可促進(jìn)所制備的有機(jī)水凝膠中的明膠結(jié)晶,從而在不引入客體功能材料的情況下顯著增強(qiáng)其在寬溫度范圍內(nèi)的機(jī)械性能和穩(wěn)定性以及對(duì)連續(xù)摩擦處理的耐久性。此外,這些有機(jī)水凝膠具有商業(yè)電磁屏蔽、導(dǎo)熱性能以及溫度和光響應(yīng)性。為了進(jìn)一步證明這種簡(jiǎn)單策略和制備的有機(jī)水凝膠的優(yōu)點(diǎn),棱鏡陣列作為概念驗(yàn)證被打印出來(lái)并應(yīng)用于制造可穿戴摩擦電納米發(fā)電機(jī)。與未干燥和平坦的樣品相比,這種自強(qiáng)化工藝和 3D 打印性能可以大大提高它們的電壓、電荷和電流輸出性能。
MBene

二維金屬硼化物(MBene)是一個(gè)新的二維過(guò)渡金屬硼化物家族,MBene的合成是通過(guò)使用HF或Li -HCl刻蝕MAB相獲得(其中M為過(guò)渡金屬,如Cr、Mo、W、Fe、Mn等; A為Al或In ; B為硼)[1]。
從MAB相中刻蝕出來(lái)的MBenes具有如下的優(yōu)良性能:(1)具有原子尺寸;(2)硼的缺電子性、電負(fù)性,導(dǎo)致優(yōu)良的物化性能;(3)具有良好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和良好的導(dǎo)電性;(4)具有優(yōu)異的電催化性能;種類(lèi):到目前為止,MBene的制備已經(jīng)取得了一些嘗試,與MXene的報(bào)道相比,這顯然是稀少的,主要包括:Cr2B2、Ti2B、MoB、?Mo1.33B、CrB、Mo2B2等。
關(guān)于MBene材料的研究仍處于起步階段,但是它本身優(yōu)異的性能能被應(yīng)用于儲(chǔ)能、電催化、生物治療、電子、光電子、能源器和磁性器件等方面[2]。此外,大量的研究報(bào)道通過(guò)理論計(jì)算也證實(shí)了MBene材料在上述領(lǐng)域中的應(yīng)用。在現(xiàn)有的報(bào)道中,Mo2B2和Fe2B2在鋰離子電池中表現(xiàn)出優(yōu)異的電催化性能;Mo2B2和Cr2B2在電催化還原CO2方面具有較高的選擇性;RuB2能降低N2的電催化還原電位。
雖然目前沒(méi)有關(guān)于MBene在鋰硒電池中的應(yīng)用報(bào)道,但是將在未來(lái)引起廣泛的研究關(guān)注。同時(shí),MBene材料也將成為極具競(jìng)爭(zhēng)力的候選材料,逐漸得到公眾的認(rèn)可。
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