Вже синтезовано понад 30 стехіометричних MXenів, а також безліч інших твердорозчинних MXenів. Кожен MXen має унікальні оптичні, електронні, фізичні та хімічні властивості, що дозволяє їм використовуватись майже в кожній галузі, від біомедицини до електрохімічного накопичення енергії. Наша робота зосереджена на синтезі різних MAX-фаз та MXenів, включаючи нові склади та структури, що охоплюють усі хімічні процеси M, A та X, та використовуючи всі відомі підходи до синтезу MXenів. Нижче наведено деякі конкретні напрямки, які ми досліджуємо:
1. Використання кількох М-хімічних речовин
Створювати MXene з налаштовуваними властивостями (M'yM”1-y)n+1XnTx, стабілізувати структури, які ніколи раніше не існували (M5X4Tx), та загалом визначати вплив хімії на властивості MXene.
2. Синтез MXenes з неалюмінієвих MAX-фаз
MXenes – це клас 2D-матеріалів, синтезованих шляхом хімічного травлення елемента A у MAX-фазах. З моменту їх відкриття понад 10 років тому кількість окремих MXenes значно зросла, включаючи численні MnXn-1 (n = 1, 2, 3, 4 або 5), їх тверді розчини (впорядковані та невпорядковані) та вакансійні тверді речовини. Більшість MXenes утворюються з алюмінієвих MAX-фаз, хоча було кілька повідомлень про MXenes, отримані з інших елементів A (наприклад, Si та Ga). Ми прагнемо розширити бібліотеку доступних MXenes, розробляючи протоколи травлення (наприклад, змішана кислота, розплавлена сіль тощо) для інших неалюмінієвих MAX-фаз, що полегшує вивчення нових MXenes та їх властивостей.
3. Кінетика травлення
Ми намагаємося зрозуміти кінетику травлення, як хімічний процес травлення впливає на властивості MXene, і як ми можемо використовувати ці знання для оптимізації синтезу MXene.
4. Нові підходи до розшарування MXenes
Ми розглядаємо масштабовані процеси, які враховують можливість розшарування MXenes.
Час публікації: 02 грудня 2022 р.