U revolucionarnoj studiji prijavljenoj 28. ožujka 2025. u prestižnoj sintezi časopisa Nature, istraživači su postigli značajan proboj u području znanosti o materijalima. Korištenjem preciznih tehnika jetkanja vođene teorijskim proračunima, uspješno su dobili atomsko uređene W2TIC2TX MXENE, novi dvodimenzionalni materijal. Ovo postignuće revolucionira izazove povezane s raspadanjem raspada, a utrti put za inovativne primjene MXENE praha u različitim poljima, posebno u proizvodnji vodika putem elektrolize vode.
Inovativna metoda sinteze:
Korištenjem izračunavanja funkcionalne teorije gustoće (DFT), istraživači su istraživali izvedivost slojeva volframa u (W, Ti) 4C4₋y spojevima. Otkrili su da višak dopinga aluminija (2al prekursora) pomaže u smanjenju nečistoća kisika i olakšava selektivno jetkanje. Kroz selektivno jetkanje kovalentno vezanih slojeva volfram iz ne-maksiralnog slojevitih karbida (W, TI) 4C4-Y prekursora pomoću HCl-Lif, uspješno su sintetizirali naručeni bimetalni prijelazni metal mxene (W2TIC2TX).
Izuzetna reakcija evolucije vodika (HER) Performanse:
Delaminirani W2TIC2TX MXENE pokazao je izvanredne svoje performanse, s prekomjernom glavnom utjecajem od samo 144MV na gustoći struje od 10mA CM-2, nadmašivši postojeći W1.33CTX mxene. DFT proračuni pokazuju da se slobodna energija adsorpcije vodika na površini miješane površine volfram-titana (W-Ti3 koordinacijska mjesta) približava toplinskoj neutralnosti (ΔGAD = -0,37EV), nadmašujući čiste površine volfram (ΔGAD = -1,799ev).
Svestrana svojstva materijala:
Uz to, ovaj se materijal može pohvaliti električnom vodljivošću visoke sobne temperature od 427 SCM-1, slijedeći model skakanja varijabilnog raspona (VRH), što ukazuje na prevladavajući transport elektrona međusloja. Pokazuje zasićeno ponašanje apsorpcije pod 800Nm femtosekundnom laserskom zračenjem, ističući njegovu potencijalnu vrijednost u fotoničkoj i laserskoj primjeni. Visoka vodljivost i stabilnost ovog materijala čine ga obećavajućim kandidatom za širok raspon optoelektronskih i laserskih tehnologija.
Ova studija probija se kroz tradicionalnu paradigmu sinteze MXENE -a i pruža nove ideje za izgradnju učinkovitih njezinih katalizatora i novih 2D materijala.
Naziv literature: Sinteza 2D volframa MXENE za elektrokatalizu
