Sa isang pag -aaral sa groundbreaking na iniulat noong Marso 28, 2025, sa prestihiyosong journal na Nature Synthesis, nakamit ng mga mananaliksik ang isang makabuluhang tagumpay sa larangan ng agham ng mga materyales. Sa pamamagitan ng paggamit ng tumpak na mga diskarte sa etching na ginagabayan ng teoretikal na pagkalkula, matagumpay silang nakakuha ng atomically na iniutos ng W2TIC2TX MXene, isang nobelang two-dimensional na materyal. Ang tagumpay na ito ay nagbabago sa mga hamon na nauugnay sa interlayer delamination, na naglalagay ng paraan para sa mga makabagong aplikasyon ng Mxene powder sa iba't ibang larangan, lalo na sa paggawa ng hydrogen sa pamamagitan ng electrolysis ng tubig.
Makabagong pamamaraan ng synthesis:
Sa pamamagitan ng paggamit ng mga kalkulasyon ng functional na teorya (DFT), ginalugad ng mga mananaliksik ang pagiging posible ng mga etching tungsten layer sa (W, TI) 4C4₋y compound. Natuklasan nila na ang labis na aluminyo doping (2al precursor) ay nakakatulong na mabawasan ang mga impurities ng oxygen at pinadali ang pumipili na etching. Sa pamamagitan ng pumipili etching ng covalently bonded tungsten layer mula sa non-max layered carbide (W, TI) 4C4-Y precursors gamit ang HCl-lif, matagumpay silang na-synthesize na iniutos na bimetallic transition metal mxene (W2TIC2TX).
Pambihirang reaksyon ng ebolusyon ng hydrogen (HER) pagganap:
Ang delaminated W2TIC2TX mxene ay nagpakita ng natitirang kanyang pagganap, na may labis na labis na 144mV lamang sa isang kasalukuyang density ng 10mA CM-2, na lumampas sa umiiral na W1.33CTX mxene. Ipinakita ng mga kalkulasyon ng DFT na ang hydrogen adsorption na libreng enerhiya sa tungsten-titanium na halo-halong ibabaw (W-TI3 coordination site) ay lumalapit sa thermal neutrality (ΔGAD = -0.37EV), outperforming purong tungsten na ibabaw (ΔGAD = -1.79EV).
Maraming nalalaman materyal na katangian:
Bilang karagdagan, ang materyal na ito ay ipinagmamalaki ang isang mataas na temperatura ng silid ng elektrikal na kondaktibiti ng 427 SCM-1, kasunod ng variable na hanay ng hopping (VRH), na nagpapahiwatig ng namamayani na transportasyon ng elektron ng interlayer. Nagpapakita ito ng saturable na pag -uugali ng pagsipsip sa ilalim ng 800NM femtosecond laser irradiation, na nagtatampok ng potensyal na halaga nito sa mga aplikasyon ng photonic at laser. Ang mataas na kondaktibiti at katatagan ng materyal na ito ay ginagawang isang promising na kandidato para sa isang malawak na hanay ng mga teknolohiya ng optoelectronic at laser.
Ang pag -aaral na ito ay sumisira sa tradisyunal na paradigma ng synthesis ng Mxene at nagbibigay ng mga bagong ideya para sa pagtatayo ng mahusay na kanyang mga catalysts at nobelang 2D na materyales.
Pangalan ng Panitikan: Synthesis ng isang 2D tungsten mxene para sa electrocatalysis
