砻谷机科学家提高新兴纳米材料的性能

2011 年，化学家和工程师遇到 MXenes︰ 大家庭的二维纳米材料，其成员已经显示真正的人才，对于储存能量、 净化水和保护免受电磁干扰。

了解家庭能找到工作，在这些领域多年来，研究人员已提起了相当于成工作性能、 通用性、 稳定性和怪癖的背景检查。

来自内布拉斯加大学林肯分校和德雷克塞尔大学的科学家最近公布了结果，尤其是有希望的候选人，包括三个钛原子和两个碳原子。他们论证修改合成 MXene 的传统方法可以极大地影响的结构和其个人，纳米薄片的相关的属性。

研究人员然后测量其合成的薄片，大大优于那些以前的报告的电导率。通过这样做，他们还建立了一个门槛，工程师可以最终目标纳入在锂离子电池、 晶体管、 电容器和其他设备 MXene 时的电导率。

“对于不同的应用程序，然后处理的薄片合成的 MXenes”说︰ 共同作者亚历山大 Sinitskii，内布拉斯加-林肯大学的化学系副教授。”在这一领域重要的研究方向是开发合成的方法生产优质结构与电导率的 MXene 表。

MXenes 开始他们生活在所谓的最高阶段，其名称描述其签名组件:”M”过渡金属，如钛或铬;某个元素，如铝从”A”组的周期表;和”X”表示碳或氮原子。合成 MXenes，化学家已用于酸性溶液蚀刻掉”A”组而离开其他图层完好无损 — — 相对简单、 高产量的技术。

但以前的解决方案产生相对较小的雪花充斥着限制电导率驾驶电子的运动同时提供很多机会去氧化降解材料的纳米级针孔。通过调整的最大相位解比例，内布拉斯加州-德雷克塞尔小组成功地合成了约 25 倍，明显更导电和比那些准备通过其他方法远不易于降解的无缺陷的薄片。

Sinitskii，内布拉斯加州材料与纳米科学研究中心成员说:”我们发现这些细微的化学过程中导致的我们获取，产品的质量相当戏剧性差异”。”我们的测量表明，电导率的 MXene 表实际上接近，石墨烯，二维材料，目前记录保持电导率。有关个别 MXene 床单的内在属性信息至关重要的优化包括多个页面的能量存储器件的性能。

团队发表的论文刊登在 12 月的先进能源材料，推荐其封底的研究。Sinitskii 撰写了纸张的化学; 研究助理教授阿列克谢，利帕托夫亚历克斯玻色子，研究生在化学;德雷塞尔大学尤里 · Gogotsi、 Mohamed Alhabeb 和玛丽亚 Lukatskaya。

团队得到国家自然科学基金、 美国国家科学基金会资助的内布拉斯加州材料研究科学和工程中心和美国能源部科学办公室的支持。