У матеріалознавстві MXenes є класом двовимірних неорганічних сполук[1].. Ці матеріали складаються з декілька-атомних шарів карбідів перехідних металів, нітридів або карбонітридів. Вперше описані в 2011 році. MXenes поєднують металеву провідність карбідів перехідних металів та гідрофільну природу через їх гідроксильні або кисневі групи на поверхні.[2][3]

Загальна формула максенів — Mn+1XnTx, де M означає перехідний метал, X означає вуглець та / або азот, а Tx означає поверхневі групи (переважно = O, -OH або -F). (mostly =O, -OH or -F).MXenes мають високу електропровідність (10000-1500 Scm-1) у поєднанні з гідрофільними поверхнями. Ці матеріали демонструють перспективи в застосуванні енергозберігаючих матеріалів та композитів. Вони синтезуються з керамічної попередниці MAX фаз шляхом видалення одного атомарного шару «A», де M означає Ti, Mo, W, Nb, Zr, Hf, V, Cr, Ta, Sc, A означає Al, Si і X означає C, N. Були виявлені мільйони передбачуваних твердих розчинів цих матеріалів, і було синтезовано 30+ MXenes.

Максени належать до 6-го технологічного устрою. Роботи над ними на різних етапах фінансували BASF, Arkema, Toyota, Honda та інші великі компанії[4]

На сьогоднішній день були синтезовані наступні MXenes:

2-1 MXenes: Ti2C,[5] (Ti0.5,Nb0.5)2C,[5] V2C,[6] Nb2C,[6] Mo2C [7]

3-2 MXenes: Ti3C2 ,[2] Ti3CN,[5] Zr3C2[8] and Hf3C2[9]

4-3 MXenes: Ti4N3,[10] Nb4C3 ,[11] Ta4C3 [5]

2-1-2 MXenes: Mo2TiC2,[12] Cr2TiC2,[12] Mo2ScC2 [13]

Див. такожРедагувати

ПриміткиРедагувати

  1. M. Naguib, V.M. Mochalin, M.W. Barsoum, Y. Gogotsi, MXenes: A New Family of Two-Dimensional Materials, Advanced Materials 26 (7), 992—1005 (2013) (invited review)
  2. а б Naguib, M.; Kurtoglu, M.; Presser, V.; Lu, J.; Niu, J.; Heon, M.; Hultman, L.; Gogotsi, Y. та ін. (2011). Two-Dimensional Nanocrystals Produced by Exfoliation of Ti3AlC2. Advanced Materials 23 (37): 4248–4253. PMID 21861270. doi:10.1002/adma.201102306. 
  3. Naguib, M.; Mochalin, V.N.; Barsoum, M.W.; Gogotsi, Y. 25th Anniversary Article: MXenes: A New Family of Two-Dimensional Materials. Advanced Materials 26 (7): 992–1005. PMID 24357390. doi:10.1002/adma.201304138. 
  4. Юрій Гогоці: Українські вчені за кордоном
  5. а б в г Naguib, M.; Mashtalir, O.; Carle, J.; Presser, V.; Lu, J.; Gogotsi, Y.; Barsoum, M.W. Two-Dimensional Transition metal Carbides. ACS Nano 6 (2): 1322–1331. doi:10.1021/nn204153h. 
  6. а б Naguib, M.; Halim, J.; Lu, J.; Cook, K.M.; Hultman, L.; Gogotsi, Y.; Barsoum, M.W. New Two-dimensional Niobium and Vanadium Carbides as Promising Materials for Li-ion Batteries. Journal of the American Chemical Society 135 (43): 15966–15969. PMID 24144164. doi:10.1021/ja405735d. 
  7. Meshkian, R.; Näslund, L-Å.; Halim, J.; Lu, J.; Barsoum, M.W.; Rosen, J. Synthesis of two-dimensional molybdenum carbide from the gallium based atomic laminate Mo2Ga2C. Scripta Materialia 108: 147–150. doi:10.1016/j.scriptamat.2015.07.003. 
  8. Zhou, Jie. A Two-Dimensional Zirconium Carbide by Selective Etching of Al3C3 from Nanolaminated Zr3Al3C5. Angewandte Chemie 128: 5092–5097. doi:10.1002/ange.201510432. 
  9. Zhou, Jie; Zha, Xianhu; Zhou, Xiaobing; Chen, Fanyan; gao, guoliang; Wang, Shuwei; Shen, Cai; Chen, Tao та ін. (2017-04-04). Synthesis and Electrochemical Properties of Two-Dimensional Hafnium Carbide. ACS Nano. ISSN 1936-0851. doi:10.1021/acsnano.7b00030. 
  10. Synthesis of two-dimensional titanium nitride Ti4N3 (MXene).
  11. Ghidiu, M.; Naguib, M.; Shi, C.; Mashtalir, O.; Pan, L.M.; Zhang, B.; Yang, J.; Gogotsi, Y.; Billinge, S.J.L.; Barsoum, M.W. Synthesis and characterization of two-dimensional Nb4C3 (MXene). Chemical Communications 50 (67): 9517–9520. doi:10.1039/C4CC03366C. 
  12. а б Помилка цитування: Неправильний виклик тегу <ref>: для виносок під назвою ACS2015 не вказано текст
  13. Meshkian, Rahele; Tao, Quanzheng; Dahlqvist, Martin; Lu, Jun; Hultman, Lars; Rosen, Johanna (2017). Theoretical stability and materials synthesis of a chemically ordered MAX phase, Mo2ScAlC2, and its two-dimensional derivate Mo2ScC2 MXene. Acta Materialia 125: 476–480. doi:10.1016/j.actamat.2016.12.008.