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密度泛函理论方法研究 2D MXene Hf 3 C 2 F 2 单层的结构稳定性和电子性质
近几年来，电池需求量最大，在移动电子设备、电网和电动汽车中的大规模应用是环保的最新优势 [1- 5]。离子电池需求量最大。与其他具有较长充放电周期和较高能量密度的电池相比，锂离子 (LIB) 是最先进、最稳定的电池技术 [6–9]。钠离子电池 (NIB) 的需求量也很大，因为它们的化学性质相似、存储容量高，而且是地球上最丰富的材料，这使得钠可以与锂竞争。大量实验表明,2D材料表现出高容量[10-14],低开路电压,良好的循环稳定性,其中实验合成的MAX相2D MXenes M n+1 AX n(n=1,2,3..)在电池负极材料中显示出更好的效果,其中M为过渡金属族(Ti,V,Zr,Hf等),A为13-14族元素(Si,Al,Ge,Ga等),X为碳化物或氮化物族[15-21]。其中Ti 3 C 2 报道的容量为410 mAhg -1 Li原子/1C[22]。同时,密度泛函理论(DFT)预测其容量为320 mAh.g -1 。在用卤素基团（F、OH 等）封端后形成 Ti 3 C 2 Li 2 ，锂容量会大幅降低 [23]。最近，通过 Hf 3 [Al(Si)] 4 C 6 固溶体和氢氟酸选择性蚀刻合成了 MXenes Hf 3 C 2
改进的最大相合成以实现环境稳定......
摘要：限制进一步研究和商业使用二维 (2D) MXene 碳化钛 (Ti 3 C 2 ) 以及一般 MXenes 的主要因素之一是新鲜制备的样品在以水悬浮液形式储存时氧化和降解的速度。在这里，我们表明，在合成 Ti 3 AlC 2 MAX 相前体期间加入过量的铝会产生具有改善的化学计量和结晶度的 Ti 3 AlC 2 颗粒。由改进的 Ti 3 AlC 2 生产的 Ti 3 C 2 纳米片质量更高，其抗氧化性增强且电导率提高至 20,000 S/cm 就是明证。我们的结果表明，在合成 Ti 3 C 2（以及推断的其他 MXenes）过程中产生的缺陷导致了先前观察到的不稳定性。我们表明，通过消除这些缺陷，可以使 Ti 3 C 2 在水溶液和空气中高度稳定。用改性 Ti 3 AlC 2 制成的单层至多层 Ti 3 C 2 薄片的水悬浮液即使在环境条件下储存，保质期也超过 10 个月，而用传统 Ti 3 AlC 2 制成的 Ti 3 C 2 的保质期仅为一到两周。用 Ti 3 C 2 悬浮液制成的独立薄膜在储存 10 个月后，电导率几乎无下降，氧化作用几乎可以忽略不计。改进的 Ti 3 C 2 在空气中的氧化开始温度比传统 Ti 3 C 2 高 100-150°C。Ti 3 C 2 的保质期和性能均有改善，这将促进这种材料的广泛使用。
具有表面端接基团 (-F、-OH、=O、-Cl) 的 Ti3C2Tx MXene 量子点，用于超快光子学
摘要：过渡金属碳化物和氮化物（MXenes）由于其受灵活的组成或表面功能团调控影响的高度可调的电子和光学性质而在光电应用领域引起了广泛关注。先前超快光子研究中使用的 Ti 3 C 2 T x MXenes（-F，-OH，=O封端）通常通过通用的氢氟酸（HF）蚀刻策略合成，这可能导致大量缺陷，从而阻碍 Ti 3 C 2 T x 的光电性能。在本文中，受到通过微密集层剥离法（MILD）蚀刻策略制备的 Ti 3 C 2 T x（-F，-OH，=O，-Cl封端）更高的电导率和载流子迁移率的启发，我们采用液相剥离（LPE）方法进一步优化它，以合成纯 Ti 3 C 2 T x 量子点（QDs）用于超快光子学。与在 1550 nm 下运行的其他 QDs 可饱和吸收体 (SA) 器件相比，我们的 SA 器件表现出相对较低的饱和强度 (1.983 GW/cm − 2 ) 和较高的调制深度 (11.6%)，从而更容易产生锁模脉冲。在通信波段获得了以 1566.57 nm 为中心波长、基频为 22.78 MHz 的 466 fs 的突出超短脉冲持续时间。考虑到基于这种 Ti 3 C 2 T x QDs 锥形光纤的 SA 是对 Er 3+ 掺杂光纤激光器 (EDFL) 的首次探索，这项工作将为超快光子学的应用开辟一条新途径。
超声处理持续时间和温度对...
尽管纳米流体为科学界提供了一些令人鼓舞的结果，但在其在工业中广泛采用之前仍存在一些挑战。一个重大的挑战是纳米流体的稳定性，这可能导致纳米颗粒聚集并影响粘度。超声处理是一种用于将纳米颗粒分散在碱流体中的常见方法。因此，这项工作的主要目的是研究超声处理持续时间和温度对MXENES稳定性和粘度的影响（Ti 3 C 2 T X）/水纳米流体。通过采用三种不同的超声处理持续时间，即60、90和120分钟，配制了含有0.05 wt％mxenes（Ti 3 c 2 t x）/水的纳米流体。Zeta电位值用作其稳定性的指标。与视觉检查结合使用，在纳米流体的配方后的第1、7和30天检查了样品的稳定性。在第1天，在纳米流体中观察到最佳稳定性在各个温度下超声固定90分钟，中等ZETA电位值超过-30 mV。但是，在所有情况下，稳定性随时间的降低。将超声处理持续时间延长至120分钟，导致纳米流体的粘度更高。在某些情况下，从20到60°C的温度变化并未显示出稳定性的相似趋势，这可能表明随温度变化而变化。因此，建议进行更多的研究以获取更多有关纳米流体的信息，例如使用显微镜的表征技术。关键字：mxene nanofluids;超声处理持续时间； Zeta电位也可以通过其他方法（例如整合表面活性剂，变化的pH水平和纳米颗粒浓度）以及修饰纳米颗粒表面和基础流体来提高稳定性。
重新审视模型提取攻击-NSF -PAR
引言23自2004年24日成功去除石墨烯1以来进行的二维（2D）材料的积极研究导致发现了一种新的，新兴的2D材料，这些材料由碳化物和过渡金属的硝酸盐组成，25种称为Mxenes 2。mxenes是二维材料，具有通用式M n+1 x n t x，其中m是早期过渡26金属（例如，Ti，ti，v，cr），x是碳，氮或碳二氮，T是由O，OH，F，F，27和/或Cl 2组成的表面终止组。由于其引人注目的物理，电子和化学特性，MXENES吸引了巨大的理论28和在各种应用中的实验研究兴趣，例如锂离子电池3,4，气体传感器5，氢存储29 6和热电学7。在这些研究中，将近70％专用于Ti 3 C 2 t X，这是有史以来第一个实验30合成的MXENE 8。迄今为止，它被认为是最全面研究的MXENE。31 Ti 3 C 2 T X可以选择性地从其最大相位与氢氟酸（HF）蚀刻，其中A是元素元素32通常来自元素周期表的第13和14组（对于Ti 3 C 2 T x x）8。由于蚀刻后高反应性Ti表面，33去角质Ti 3 C 2 t X通常由随机分布的表面官能团（即O，OH，F）组成，这些表面官能团统称为34表示为T x 9。然而，由于模拟混合终止表面的复杂性和计算成本，理论研究中的大部分都考虑了Bare Ti 3 C 2 10,11或均匀终止的Ti 3 C 2 T X，具有单个功能性36组4,7,12-14。58这通常被视为MXENES 15的第一代和第二代模型。早期的实验努力，例如粉末X射线衍射（XRD）8，高分辨率透射电子显微镜（TEM）8,9,16和X射线原子对38分布函数（PDF）17，用于洞悉功能组成分的分布。然而，每种方法都因其对氢的不敏感而受到阻碍，这对于理解表面终止15至关重要。40因此，使用由高质量中子总散射法支持的原子对分布函数，Wang等。15 41获得了在不同条件下合成的Ti 3 C 2 t X结构的第一个分辨率，并提出了Ti 3 C 2 T X的多层42结构模型是MXENES的下一代模型。43受Wang等人的作品的启发，几项理论研究的重点是混合功能性44个组终止的影响（O，OH，F）。Caffrey 18提出了一个经验模型，以研究混合终止的Ti 3 C 2 T x和V 2 Ct X结构的结构变化和45个电化学性能的变化，而均匀终止的46个表面的变化。根据Caffrey研究，经验模型再现了与实验数据一致的晶格参数，状态的电子密度和47个工作函数。迄今为止，关于使用簇扩展方法的2D MXENE的表面功能化的最全面的研究和48个组成是由49 Ibragimova等人进行的。19。％和10 wt。％HF。在该研究中，在标准氢电极（SHE）50条件下，最佳O：OH：F组成为50:25:25，具有相似的分布模式，这些模式不受厚度和MXENE类型的影响。51然而，文献中仍然没有调整混合表面终止的设计途径。在PDF表征中使用52个能量色散X射线光谱（EDX），Wang等。15估计多层ti 3 c 2 t x样品中的平均原子比为53 o：f，用48 wt蚀刻时为0.85和1.4。基于54个O：F比率，Wang等。 得出T X的化学计量法，等于O 0.1（OH）0.8 F 1.1和O 0.13（OH）1.04 F 0.83。 此外，55总体结晶度和排序也受HF浓度的影响。 较高的HF浓度在表面终止中产生较高的56 F组成。 直觉上，这与57个可用的f的可能性增加是一致的，可终止HF浓度较高的新鲜蚀刻的Ti表面。 因此，受Wang等人的发现的启发。基于54个O：F比率，Wang等。得出T X的化学计量法，等于O 0.1（OH）0.8 F 1.1和O 0.13（OH）1.04 F 0.83。此外，55总体结晶度和排序也受HF浓度的影响。较高的HF浓度在表面终止中产生较高的56 F组成。直觉上，这与57个可用的f的可能性增加是一致的，可终止HF浓度较高的新鲜蚀刻的Ti表面。因此，受Wang等人的发现的启发。
博士基肖尔·库马尔·萨达西乌尼
资助：IRCC_2021（已从 QU 接受）➢ 基于磺化聚醚醚酮 [SPEEK]/2D 金属碳化物 MXenes 纳米复合材料的高选择性电子鼻作为呼吸中的 VOC 生物标志物。角色：主要研究导师预算：5k$ 资助编号：UREP23-116-2-041。 ➢ 一种集成的 NFC 传感器，用于监测混凝土结构的寿命和油气管道泄漏角色：主要研究导师预算：10k$ 资助编号：UREP24-133-2-036 ➢ 量化呼出气中的活性氧（如一氧化氮和过氧化氢）作为检测冠状病毒的生物指纹角色：主要研究导师预算：30k$ 资助编号：UREP 27-044-3-016 ➢ 用于生物医学应用的 3D 打印 MXene 传感器，卡塔尔大学，角色：首席研究员预算：6k$ 资助编号：QUST-1-CAM-2019-8。 ➢ 使用 3D 打印光聚合物树脂制造心率传感器
高级氧化工艺中的二维纳米结构
摘要：具有纳米结构特征的二维化合物正引起世界各地研究人员的关注。它们在各个领域的广泛应用和未来技术进步的巨大潜力使研究进展不断加快。随着人们环保意识的增强，废水处理和防止危险物质进入环境已成为重要方面，而消费者需求的增加导致了新的、通常不可生物降解的化合物的出现。在这篇综述中，我们重点介绍使用最有前景的二维材料，如 MXenes、Bi 2 WO 6 和 MOFs，作为催化剂来改进 Fenton 工艺以降解不可生物降解的化合物。我们分析了该工艺的效率、毒性、先前的环境应用以及催化剂的稳定性和可重复使用性。我们还讨论了催化剂的作用机理。总之，这项工作为在工业和城市废水处理中使用基于二维材料的催化剂的可能性提供了深刻的见解。
纳米材料研究中的人工智能：统计概述
摘要 人工智能 (AI) 在科学技术的各个方面发挥着越来越重要的作用，甚至延伸到日常生活中，它正在开辟新的创新途径。这些途径使得开展高度目标导向的材料研究成为可能，加速材料的合成、对其性质的微调和性能的提高，所有这些都只需最少的测试和更短的时间。这一趋势在纳米材料领域也显而易见。许多国家和研究人员都参与了人工智能，更具体地说是机器学习 (ML) 在纳米材料中的应用，本社论旨在提供人工智能在这一领域的范围和影响的简明统计概述。人工智能正在确立其存在，为未来几年的更大进步奠定基础。本概述重点介绍了近期致力于纳米粒子、量子点、石墨烯、碳纳米管、MXenes 和纳米复合材料中 AI 应用的大量研究。此外，在金属有机骨架 (MOF) 领域，AI 也显示出令人鼓舞的进展。本社论旨在强调 AI 在推动纳米材料研究方面的独特作用。
基于导电 MXene 的微型 3D 打印......
附属机构：¹爱尔兰皇家外科医学院 (RCSI) 解剖与再生医学系组织工程研究组，123 St. Stephen's Green，都柏林 2，D02YN77，爱尔兰²先进材料与生物工程研究 (AMBER) 中心，RCSI 123 St Stephen's Green，都柏林 2，D02YN77，爱尔兰。 3 都柏林圣三一学院化学学院、自适应纳米结构和纳米器件研究中心（CRANN）和先进材料生物工程研究中心（AMBER），都柏林 2，爱尔兰 4 都柏林大学物理学院，都柏林圣三一学院（TCD），爱尔兰 5 都柏林圣三一学院（TCD）三一生物医学工程中心，爱尔兰*通讯作者：电子邮件：fjobrien@rcsi.ie 摘要：目前尚无针对中枢神经系统神经创伤的有效治疗方法，但电刺激方面的最新进展表明其在神经组织修复方面有一定前景。我们假设，将导电生物材料结构化整合到组织工程支架中可以增强神经再生的电活性信号传导。导电 2D Ti 3 C 2 T x MXene 纳米片由 MAX 相粉末合成，表现出与神经元、星形胶质细胞和小胶质细胞的优异的生物相容性。为了实现这些 MXenes 的空间控制分布，采用熔融电写技术 3D 打印出具有不同纤维间距（低、中、高密度）的高度有序的 PCL 微网，并用 MXenes 对其进行功能化，以提供高度可调的导电性能（0.081±0.053-18.87±2.94 S/m）。将这些导电微网嵌入神经营养、免疫调节透明质酸基细胞外基质 (ECM) 中，可产生柔软、支持生长的 MXene-ECM 复合支架。在这些支架上接种的神经元受到电刺激，促进神经突生长，受微网中纤维间距的影响。在多细胞细胞行为模型中，与低密度支架和不含 MXene 的对照相比，在高密度 MXene-ECM 支架上刺激 7 天的神经球表现出显著增加的轴突延伸和神经元分化。结果表明，神经营养支架中导电材料的空间组织可以增强对电刺激的修复关键反应，并且这些仿生 MXene-ECM 支架为神经创伤修复提供了一种有前途的新方法。关键词：组织工程、3D 打印、导电、生物材料、MXene、支架、神经。
向量选择，矢量惊喜
临床研究常规表明，个体患有维生素D的缺乏症，这可能导致健康并发症，包括心血管疾病，自身免疫性疾病，神经退行性疾病和不同的骨骼畸形。鉴于其在体内平衡中的不可或缺的作用和与许多病理的联系，维生素D的早期诊断至关重要。但是，由于现有方法的成本，时间和复杂性，监测维生素D水平是具有挑战性的，尤其是在偏远地区。在这里，我们开发了一种基于抗体功能化MXENE的维生素D的电化学生物传感器，提供了临床相关的敏感性，特定的特定性和可促进点测试的敏感性。ti 3 c 2 t x mxene纳米片通过与聚乙基亚胺的静电驱动的修饰化氨基官能化，然后将其功能用于通过戊二醛化学的抗Vitamin d抗体共轭的共轭。该平台的检测极限为1 pg mL -1，具有动态范围（0.1 - 500 ng ml -1），涵盖临床上相关的缺乏效率，不足，舒适性和毒性。