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无需使用刺激性化学品即可构建 2D 材料的新方法，回报丰厚
MXene 是一类新兴的二维材料，其特性敏感地取决于与其表面结合的原子。现在，一种新的合成方法使研究人员能够以前所未有的精度控制这些表面终端。 MXene 于 2011 年首次被发现，是一个快速扩展的超薄无机材料家族，厚度只有几个原子。它们的结构包括 [...]
来源:SciTech日报MXene 是一类新兴的二维材料，其特性敏感地取决于与其表面结合的原子。现在，一种新的合成方法使研究人员能够以前所未有的精度控制这些表面终端。
MXene 于 2011 年首次被发现，是一个快速发展的超薄无机材料家族，厚度只有几个原子。它们的结构由与碳或氮键合的过渡金属堆叠层组成，而额外的原子则附着在暴露的外表面。这些表面原子至关重要，因为它们在很大程度上决定了材料的行为方式。 “
“它们强烈影响电子在材料中的移动方式、材料的稳定性以及材料与光、热和化学环境的相互作用，”HZDR 离子束物理和材料研究所的 Mahdi Ghorbani-Asl 博士解释道。
多年来，MXene 主要通过化学蚀刻工艺制造。这些技术虽然有效，但留下了不同表面原子的拼凑而成，通常是氧、氟或氯，以无序的方式排列。 “这种原子无序限制了性能，因为它会捕获和散射电子，就像高速公路上的坑洼阻碍交通一样，”德累斯顿工业大学的李东奇博士描述道。
新开发的 GLS 技术采用了不同的方法，消除了腐蚀性化学物质。相反，它依赖于称为 MAX 相的固体前体材料，与熔盐和碘蒸气相结合，形成薄 MXene 片。这种设置使研究人员能够控制哪些卤素原子，包括氯、溴或碘，与表面结合。因此，通过这种方式生产的 MXene 具有高度一致和有序的表面结构，并且杂质少得多。
“通过将理论与我们精确控制表面终端的实验能力相结合，我们开辟了一条通向具有更高稳定性和定制功能特性的 MXene 的新道路，”Ghorbani-Asl 总结道。