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制造比特:5月18日

mxenes的神秘面纱;固体润滑剂;人造肾脏。

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mxenes的神秘面纱
阿尔托大学曾研究过表面成分并提供一些关于MXenes的新见解,这是一组很有前途的用于能源存储和相关应用的材料。

MXenes是一类二维无机化合物,由薄原子层组成。这些材料是基于过渡金属碳化物、氮化物或碳氮化物。

这些材料具有非凡的电子,光学,机械,热和催化性能。“这些材料具有一般的组合物M_(n + 1)X_n,其中M是过渡金属和碳或氮原子,与Aalto大学称为原子厚度。

MXENES是耐用的和导电材料。他们可以有一天改善储能系统。其他应用包括计算,通信和医疗保健。

但到目前为止,MxENes仍然是一个谜团。根据物理化学字母杂志的研究人员称,表面的结构和组成对于许多MXENES有些未知。

研究人员希望能够进入MXENES的结构和性质的新见解,从而将这些材料铺平为系统。

在实验室中,研究人员分析了不同厚度的钛(Ti)和铌(Nb)碳化物和氮化物的表面功能化。“使用多尺度计算方案,我们研究了二维(2D)过渡金属碳化物和氮化物(MXenes)表面官能团O、OH和F的分布和组成趋势,”加州阿尔托大学的研究人员Rina Ibragimova说物理化学通讯杂志。其他人贡献了这项工作。

“使用集群扩展,蒙特卡罗和密度函数理论方法的组合,我们研究了在实验相关条件下的功能群体的分布和组成,”Ibragimova说。“我们展示了官能团的混合物是有利的所有研究的蒙翅表面。官能团的分布似乎在很大程度上独立于MXENE中的金属,碳或氮物质的类型和/或原子层数。我们进一步表明,一些属性(例如,工作函数)强烈地取决于表面组成,而其他属性例如是电导率,仅表现出弱依赖性。“

固体润滑剂
Tu Wein,Purdue University,Universidad de Chile和其他人都表现出MXENES的工作能力在极端条件下固体润滑剂

MXenes是一种新型的二维纳米材料。MXenes由多个超薄的、单原子层的钛和碳组成。每一层都与上面或下面的层结合得很弱,使MXenes具有润滑性能。

“涂层标本造成6倍的摩擦减少和超级磨损率超过100,000个滑动循环,最先进的2D纳米材料,至少200%关于它们的磨损寿命,”菲利普·克鲁兹马赫写了一篇论文在ACS Nano发表。

与其他薄膜材料不同,MXenes对周围的水分子反应不敏感。它还具有高的耐热性。由于其稳定和长期磨损的性质,MXenes可以在许多极端环境中使用,如太空。虽然润滑油会在太空的真空中蒸发,但MXenes可以以干粉的形式使用。MXenes也可以用于钢铁工业,那里的设备可以很容易地达到几百摄氏度的温度。

人工肾脏
韩国医疗设备公司EOFlow在美国的分支公司Nephria Bio已经与德雷克赛尔大学签署了一项许可协议,将MXene材料作为一种过滤器可穿戴人工肾脏设备

自2011年德雷克塞尔工程学院发现MXene以来,它已经获得了广泛的关注。这包括从液体中过滤微小颗粒的能力。这使得它成为透析的主要候选者。

该技术可以允许全球患有最终肾病的数百万人患者更自由地移动,而不每周花费数小时锚定为大型透析机。



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