I en banebrydende undersøgelse rapporteret den 28. marts 2025, i den prestigefyldte tidsskrift Nature Synthesis, opnåede forskere et betydeligt gennembrud inden for materialevidenskab. Ved at anvende præcise ætsningsteknikker styret af teoretiske beregninger opnåede de med succes atomisk bestilte W2TIC2TX MXENE, et nyt to-dimensionelt materiale. Denne præstation revolutionerer de udfordringer, der er forbundet med delaminering af mellemlag, og baner vejen for innovative anvendelser af mxenpulver på forskellige felter, især i brintproduktion gennem vandelektrolyse.
Innovativ syntesemetode:
Ved at anvende densitetsfunktionelle teori (DFT) beregninger undersøgte forskerne gennemførligheden af ætsning af wolframlag i (W, Ti) 4C4₋Y -forbindelser. De opdagede, at overskydende aluminiumsdoping (2al precursor) hjælper med at reducere iltforureninger og letter selektiv ætsning. Gennem selektiv ætsning af kovalent bundet wolframlag fra ikke-max-lagdelt carbid (W, Ti) 4C4-Y-forløbere ved hjælp af HCL-LIF, syntetiserede de med succes bestilte bimetallisk overgangsmetal MXENE (W2TIC2TX).
Ekstraordinær brintudviklingsreaktion (hendes) præstation:
Den delaminerede W2Tic2tx Mxene udviste enestående hendes præstation, med en overpotential på kun 144 mV ved en strømtæthed på 10mA CM-2, hvilket overgik den eksisterende W1.33CTX MXENE. DFT-beregninger viser, at brintadsorptionsfri energi på wolfram-titaniumblandet overflade (W-Ti3-koordinationssteder) nærmer sig termisk neutralitet (ΔGAD = -0.37EV), der overgår rene tungstenoverflader (ΔGAD = -1.79EV).
Alsidige materialegenskaber:
Derudover kan dette materiale prale af en elektrisk ledningsevne med høj stuetemperatur på 427 SCM-1 efter variabeltområdet Hopping (VRH) -model, hvilket indikerer dominerende mellemlagselektrontransport. Det udviser mættelig absorptionsadfærd under 800nm femtosekund laserbestråling, hvilket fremhæver dens potentielle værdi i fotoniske og laserapplikationer. Det høje ledningsevne og stabilitet af dette materiale gør det til en lovende kandidat til en lang række optoelektroniske og laserteknologier.
Denne undersøgelse bryder gennem det traditionelle syntese -paradigme af Mxene og giver nye ideer til konstruktion af effektive hendes katalysatorer og nye 2D -materialer.
Litteraturnavn: Syntese af en 2D wolfram Mxene til elektrokatalyse
