MXene 在奈米技術應用的潛力
由內布拉斯加大學林肯分校材料科學家領導的研究小組正在探索 MXene 的物理特性，MXene 是一種快速成長的二維材料家族，具有許多奈米技術應用的潛力。 該團隊的工作建立在對石墨烯約二十年的研究基礎上，石墨烯是另一類二維材料，在許多領域都有重要用途，但與MXene（發音為“maxenes”）相比，它表現出一些缺點。 MXene 由過渡金屬碳化物、氮化物或碳氮化物的原子薄層組成。它們起源於所謂的 MAX 相，其名稱描述了其標誌性成分：“M”，一種過渡金屬，如鈦或鉻； “A”元素，例如鋁； “X”代表碳或氮原子。這些組件被封裝成分層結構。為了合成 MXene，化學家使用酸性溶液蝕刻掉「A」元素層，同時保持其他層完好無損——這是一種相對簡單、高產量的技術。 已經合成了數十種具有不同“M”和“X”元素組合的MXene。化學教授兼首席研究員亞歷山大·西尼茨基 (Alexander Sinitskii) 表示，內布拉斯加州的研究小組重點研究了一種很少被研究的含有鉻、鈦和碳原子的版本。 「這個領域正在迅速發展，」西尼茨基說。 MXene 已被證明在儲存能量、淨化水、防止電磁幹擾、生物醫學應用等方面非常有用。 西尼茨基說，它們有用的關鍵在於它們的化學和結構多樣性，以及它們的可擴展性和可加工性，他也隸屬於內布拉斯加州材料和奈米科學中心，這是一個全國公認的卓越中心，利用了來自三個國家的研究專業知識。 MXene 具有較大的表面積且易於調整。它們對光也有強烈的反應，並且由於其氧和羥基封端的表面而具有親水性——被水吸引。 Sinitskii 的團隊發現，含有鉻和鈦的 MXene 具有「其他材料中未見的某些特性」。內布拉斯加州團隊先前對其他 MXene 材料的研究揭示了它們的 n 型（富電子）特性以及響應光的電導率降低。相較之下，新材料是第一種具有…