MXENE: नई सामग्रियों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए एक नया विकास दृष्टिकोण

MXENE सामग्री विज्ञान में दो-आयामी अकार्बनिक यौगिकों का एक वर्ग है। इन सामग्रियों में संक्रमण धातु कार्बाइड, नाइट्राइड, या कार्बन नाइट्राइड्स कई परमाणु परतें मोटी हैं। यह पहली बार 2011 में दिखाई दिया क्योंकि MXENE सामग्री में उनकी सतह पर हाइड्रॉक्सिल समूह या टर्मिनल ऑक्सीजन के कारण संक्रमण धातु कार्बाइड की धातु चालकता है। इसका व्यापक रूप से सुपरकैपेसिटर, बैटरी, इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंटरफेरेंस परिरक्षण और समग्र सामग्री में उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, पारंपरिक बैटरी के विपरीत, सामग्री आयनों के आंदोलन के लिए अधिक चैनल प्रदान करती है, जिससे आयन आंदोलन की गति बहुत बढ़ जाती है।

वैज्ञानिकों ने MXENE सामग्री विकसित की है जो इसी मैक्स चरण से सब्सट्रेट को संश्लेषित करती हैं, आमतौर पर चुनिंदा रूप से मुख्य समूह ए तत्व को खोदकर, जहां एम संक्रमण धातु का प्रतिनिधित्व करता है, एक्स कार्बन या नाइट्रोजन का प्रतिनिधित्व करता है, और मुख्य समूह में एल्यूमीनियम, गैलियम, सिलिकॉन शामिल हो सकते हैं , और अन्य तत्व। शोधकर्ता आम तौर पर एक जलीय हाइड्रोजन फ्लोराइड (एचएफ) समाधान में नक़्क़ाशी करते हैं, ताकि एमएक्सीन को फ्लोराइड, ऑक्सीजन और हाइड्रॉक्साइड कार्यात्मक समूहों का मिश्रण बनाया जा सके।

अन्य दो-आयामी सामग्रियों की सतहों के विपरीत, जैसे कि ग्राफीन और संक्रमणकालीन कार्बन डायहालाइड्स, कार्यात्मक समूहों को भी रासायनिक रूप से संशोधित किया जा सकता है। पिछले अध्ययनों से पता चला है कि विभिन्न सतह समूहों के साथ MXENE की चयनात्मक समाप्ति उत्कृष्ट गुणों को जन्म दे सकती है, जिसमें ट्यून करने योग्य कार्य कार्यों और दो-आयामी फेरोमैग्नेटिज्म शामिल हैं। सब्सट्रेट के सहसंयोजक कार्यात्मककरण से दो-आयामी कार्यात्मक सामग्रियों के तर्कसंगत डिजाइन के लिए नई दिशाओं की खोज होगी।

दो-आयामी संक्रमण धातु कार्बाइड में सतह के कार्यात्मक समूह MXENE सामग्री की एक विस्तृत श्रृंखला के उपयोग को सुविधाजनक बनाने के लिए विभिन्न प्रकार के रासायनिक परिवर्तनों से गुजर सकते हैं। रसायन विज्ञान, भौतिकी और शिकागो विश्वविद्यालय और आर्गनने नेशनल लेबोरेटरी के नैनोमैटेरियल्स वैज्ञानिकों की एक शोध टीम ने MXENE संश्लेषण के लिए एक उपन्यास मार्ग डिजाइन और विकसित किया है। वे पिघले हुए अकार्बनिक लवण में प्रतिस्थापन और उन्मूलन प्रतिक्रियाओं के माध्यम से सतह समूहों को स्थापित और हटा देते हैं। टीम ने सफलतापूर्वक ऑक्सीजन, इमाइड, सल्फर, क्लोरीन, सेलेनियम, ब्रोमीन और टेलुरियम की सतह के सिरों के साथ अद्वितीय संरचनात्मक और इलेक्ट्रॉनिक गुणों के साथ एमएक्सएन को सफलतापूर्वक संश्लेषित किया, और ये सतह समूह भी सतह पर निर्भर सुपरकॉन्डक्टिविटी दिखाने के लिए एमएक्सएन जाली में इंटरटोमिक दूरी को नियंत्रित कर सकते हैं। समूह।