Prog. Mater. Sci. (Kui: 48.165) | 2D mxeen ja süsinik

Süsiniku tähtsus, mis on elu üks olulisemaid elemente, on enesestmõistetav. Pärast paleoliitikumi ajastut on inimesed püüdnud kasutada süsinikku meie kõige põhivajaduste rahuldamiseks. Tänapäeval on teadlased edukalt välja töötanud täismõõtmelised süsinikmaterjalid, alates 0D süsinikvantsetest, 1D süsiniknanotorudest või ribadest, 2D grafeenist ja 3D-süsinikvahust jne on paljudes valdkondades laialdaselt kasutatud. Seetõttu mängivad süsinikmaterjalid ka äärmiselt olulist rolli maailmas, kus elame, teenides oma elu. Enneolematu kulueelis on see paljudes rakendusvaldkondades teerajaja ja juhiks ning seda saab isegi integreerida teiste materjalidega, et mõnes konkreetses valdkonnas oleks parem jõudlus.

Alates 2D grafeeni avastamisest on põhjalikult uuritud paljusid 2D materjale, näiteks siirdemetalloksiidid, siirdemetalli kalkogeniidid, sealhulgas peamiselt sulfiidid ja seleeniidid, ning siirdemetalli karbiidid/nitriidi, heksagron -booron nitriid, kihiline LDH, 2D MOF, fosfeen, fosfeen, fosfeen, fosfeen, fosfeen, fosfeen Sagene jne. Ehkki neil 2D -materjalidel on üldine 2D -struktuur tervikuna, varieeruvad konkreetsed füüsikalised ja keemilised omadused sõltuvalt keemilisest koostisest, mis annab ka 2D -materjali perekonnale laia valiku rakendusi. Nende hulgas on kihiline üleminekuga metallkarbiid viimase kümnendi kuumim täht, nn mkseen, tänu elektrijuhtivuse kullalaadsetele omadustele, pinnarikkad funktsionaalrühmad, nagu -f, -OH ja = O, = O, Suurepärane hüdrofiilsus ja pinna elektronegatiivsus ning muud terviklikud suurepärased omadused. Pärast seda sünteesiti esmakordselt 2011. aastal, on sellest saanud kogu maailmas teadlaste kuum uurimistöö, sest me teame, et enamikul 2D-materjalidel on isoleeritav, pooljuhti või poolmetallilisi omadusi, seega on mkseeni avastamine 2D-materjali koidik süsteem. Tänu tasapinnalisele või tasapinnalisele metalli aatomi tellimusele on mitte ainult, et võrreldes teiste kahemõõtmeliste lõplike komponentidega, mis põhineb erinevatel aatomikihitel, mis põhinevad erinevatel aatomikihtidel Hiljuti M5X4, mis toob Mxeeni materjalisüsteemi rohkem kui 100 võimalikku komponenti. See on seni ühegi muu materjaliga võrreldamatu. Veelgi olulisem on see, et eelkäija maksimaalse faasi erinevate söövitamistingimuste ja meetodite kohaselt saab reguleerida suurt hulka funktsionaalrühmi, nii et selle saab suunata vastavalt rakenduse stsenaariumile, et kujundada kõige soodsam pinnastruktuur . Van der Waalsi jõudu Mkseeni kihtide vahel saab üle lihtsa ultraheli põlluabi abil koos elektrostaatilise tõrkega, mis on genereeritud Mkseeni kihtide vahelise elektronegatiivsuse kaudu -Väiksuse ja ülimahtlikkuse abil saab lihtsa ekstraheerimise ja filtreerimise abil. Selle suurepärase tervikliku olemuse tõttu on 2D mxeen mitmekülgne ehitusmaterjal, mille rakendused alates selle avastamisest ulatuvad algsest energiast ladustamisest katalüüsi, sensori, päikesepatareide ja tekkiva elektromagnetilise varjestuse, veepuhastuse ja biomeditsiinini.

Kõigil on kaks külge, ehkki mxeenimaterjalidel on palju eeliseid nagu ülaltoodud, kuid selle puudused konkreetsetes rakendusväljades, millega peame silmitsi seisma. Energia salvestamise rakenduste jaoks võivad Mxeeni kõrge elektrijuhtivuse ja keemiline tugevus säilitada pseudokandentsi käitumise kaudu suure hulga laengu. Kuid Mkseenipõhiste elektroodimaterjalide tegelik elektrokeemiline jõudlus sõltub rangelt sünteesi tingimuste kontrollitud pinnaomadustest ja seisab pikaajalise laengu- ja tühjendustsüklite ajal sageli silmitsi tõsiste iseagutavate nähtustega. See takistab ioonide difusioonikäitumist. Ja tema enda kõrgemal molekulmassi perioodil on tavaliselt ebarahuldav teoreetiline võime. Mkseeni puhta faasis on keeruline kirjeldada ka kui katalüütiliste rakenduste jaoks piisavat jõudlust. Muude rakenduste jaoks on sarnane olukord olnud teadlaste jaoks suur mõistatus. Siin on komposiit kõige tõhusam viis, kuna see võib ühendada erinevate komponentide eelised, nende kahe kombinatsioonil on potentsiaalne "keemiline reaktsioon", võib tuua mkseeni materjalidele sünergilisi mõjusid, võtta olemuse, minna dross ja dross ja dross ja dross ja minna ja Aidake Mkseenipõhiste materjalide toimimist uuele tasemele.

Siin võtame süstemaatiliselt kokku "1 + 1> 2" struktuurilise integreerimise, see tähendab "xD süsinik + 2D mxeen = ∞". Süsiniku maatriksi erinevate mõõtmete kohaselt madala mõõtmeni kuni kõrge mõõtmeni, 0D kvantpunktideni 3D süsiniku skeletile ja 2D mxeeni komposiitstruktuuri integreerimine, esiteks erinevat tüüpi süsinikmaatriksi ja vastavate erinevate hübriidmeetodite kohaselt, paber võtab kokku ja võrdleb. Teiseks võrreldi XD / 2D-süsiniku / Mkseeni heterostruktuuride struktuuri ja aktiivsuse seoseid vastavalt sünteesi-struktuuri jõudluse loogikale. Tuginedes mitmemõõtmelise süsinikmaatriksi ja mxeeni kompleksi ajajoonele, alates esialgsest 1D CNT rekombinatsioonist, 2D grafeeni kokkupanekust kuni 3D-st tuletatud süsiniku laadimiseni ja hiljuti saavad teadlased selgelt 0D süsinik Quantum Dotti ankurdamiseni. mõista uurimise veeni. Avaldatud artiklite arvu põhjal pole raske mõista, et Mkseenimaterjalidega seotud uurimistööde arv kasvab aasta-aastalt, mille hulgas on ka Mxeenipõhiste süsinikukomposiitide uurimistöö osakaal ja kõrgem ning kõrgem ning kõrgem ning kõrgem ning kõrgem ning kõrgem ning kõrgem ning kõrgem. Veelgi olulisem on see, et mkseeni uurimise edenemise eest on see üha rikkalikum tüüpide osas. Lõpuks võeti kokku Mxeenipõhiste süsinikukomposiitide uurimistöö ja tulevase uurimistöö suund.