MXENE/ポリマーフィルムの準備、特性、および応用

新しい2次元材料として、遷移金属炭素/窒化物（Mxene）が2011年以来初めて報告されており、その優れた特性のために科学研究者の注目をすぐに引き付けました。 Mxeneは、炭素または窒素（x）原子の遷移金属原子とN層のN+1層（M）およびN層で構成されており、その一般式はMn+1xNTXとして記述できます。ここで、Nは1、2または3で、 3つのmxene材料の原子配置タイプは、材料の表面に結合した官能基を指します。システムの豊富な化学組成により、30種類以上のMXENEが正常に調製されており、理論的計算は、開発される可能性のあるMXENEがまだたくさんあることを示しています。 MXENEのユニークな物理的および化学的特性により、触媒、センシング、エネルギー貯蔵、その他の分野に幅広いアプリケーションの見通しがあります。研究により、Mxeneは自然環境で酸化的分解を起こしやすく、Mxene材料の発達を制限することが示されています。他の材料とのMxeneの複合は、Mxeneの環境安定性を効果的に改善し、その実用的な用途範囲をさらに拡大することができます。その中で、ポリマーには単純な準備、低価格、調整可能な機能の利点があり、複合フィルムを準備するためのポリマーとMxeneの組み合わせが現在の研究ホットスポットの1つになり、Mxeneの大規模なアプリケーションを実現することが期待されています。工業生産の材料

図1.調製方法の概要とMXENE/ポリマーフィルムの関連アプリケーション：PIEチャートのサイズは、公開された総論文の準備方法と実用的なアプリケーションに関連する論文の割合を表しています。

最近、深Shenzhen大学の著名な教授であるZhang Hanの研究チームは、「Mxene/ Polymer膜：合成、特性、および新興アプリケーション」というタイトルの論文を初めて発表しました。映画。このレビューは、6つの部分に分かれています。（1）Mxene体の合成方法：最大または非マックス前駆体の選択的エッチングとボトムアップCVD成長法。 （2）Mxeneの特性に関する研究：電子特性、機械的特性、および安定性。 （3）MXENE/ポリマーフィルムの調製方法：真空支援ろ過（VAF）、溶液注入フィルム（DC）、ホットプレスフィルム（HP）、層の自己組織化、エレクトロスピニング、電気化学的堆積など（4）Mxeneの特性（4） /ポリマーフィルム：機械的特性、熱特性、電気特性、ガスバリア。 （5）MXENE/ポリマーフィルムの実用的な応用：フィルター媒体、電磁シールド、センサー、スーパーキャパシタ、ナノジェネレーター。 （6）MXENE/ポリマーフィルムの開発のための課題と機会：MXENE/ポリマーフィルムの準備プロセスは、新しいMxene/ポリマーフィルムのデザインのアイデアを提供するために要約されています。たとえば、MXENE/ポリマーフィルムの定量的調製は、重合プロセスに焦点不明のMxeneブロックを追加することで実現されます。適切なモデルを確立することにより、Mxeneとポリマーのメカニズムを研究し、実験結果と組み合わせて、Mxene/ポリマー膜の特性に対するMxeneとポリマーの相乗効果の効果が明らかになりました。現在、比較的成熟したTi3C2材料は、主にMxene/ポリマーフィルムの調製に使用されています。 Mxene材料の多様性を考慮すると、他の元素Mxene材料の導入を、高性能Mxene/ポリマーフィルムの調製を実現するために、ポリマー自体の汎用性と組み合わせることができます。

レビュー論文は最近、材料の化学に掲載されました。最初の著者は、深Shenzhen大学のポスドク研究員であるLingfeng Gao博士であり、それに対応する著者は、Shenzhen Universityの2次元材料のOptoelectronic Sc​​ience and Technologyの共同研究所の著名な教授であるZhang Hanです。この作業は、中国国立自然科学財団、中国のポスドク科学財団、広東省の科学技術計画プロジェクト、および深センの科学技術イノベーション基金によってサポートされています。