近年來(lái)，一種新型的納米材料Mxenes納米片受到了科學(xué)家們的熱烈追捧。這主要是由于其獨特的物理和光化學(xué)性質(zhì)，如優(yōu)異的金屬導電性，高電負性和高催化活性等。這使得這種納米材料在電池或者電容器等儲能器件，傳感器和催化劑等等眾多領(lǐng)域中得到了廣泛的應用。
然而，這種納米材料易于氧化，結構和性能容易受到破壞。傳統的解決手段主要依靠低溫，創(chuàng )造無(wú)氧環(huán)境或填充氬氣等，但成效并不顯著(zhù)。那么，如何通過(guò)更為高效的方法來(lái)提高M(jìn)xenes材料的穩定性并使材料保持良好的結構和性能呢？這已然成為了一個(gè)亟待解決的技術(shù)難題。
近日，美國德克薩斯農工大學(xué)的研究人員發(fā)現，L-抗壞血酸可以有效阻止Ti3C2Tx MXene納米片的快速氧化或降解，該研究結果已經(jīng)在《Matter》雜志上在線(xiàn)發(fā)表。
這是研究人員首次嘗試將抗氧化劑引入MXenes納米體系中，設想通過(guò)抑制氧化過(guò)程達到延長(cháng)MXenes納米片保存期的目的。作為MXenes納米家族中被研究最多的成員之一，此項研究以片狀的Ti3C2Tx MXene納米片作為研究的對象，這種材料一般是可以通過(guò)刻蝕法制備得到的。
眾所周知的維生素C又稱(chēng)L-抗壞血酸，是一種常見(jiàn)的抗氧化劑被廣泛應用于食品和制藥工業(yè)等領(lǐng)域。研究人員將L-抗壞血酸引入Ti3C2Tx MXene納米片，并在存放21天后與相同的條件下無(wú)L-抗壞血酸保護的MXene納米片相比，發(fā)現其化學(xué)組成，形貌結構及膠體穩定性均無(wú)明顯變化。這一結果說(shuō)明，L-抗壞血酸確實(shí)可以提高Ti3C2Tx MXene納米片的抗氧化性，另外，研究人員還發(fā)現其他的抗氧化劑也可以達到同樣的效果。
為了進(jìn)一步弄清L-抗壞血酸可以提高穩定性的內在機制，該團隊采用了一種分子動(dòng)力學(xué)模擬（ReaxFF）的方法，對Ti3C2Tx MXenes與抗氧化劑之間的相互作用進(jìn)行了分析。分析結果發(fā)現抗壞血酸根陰離子能夠吸附在Ti3C2Tx MXenes納米片的邊緣，阻止了其與水分子發(fā)生相互作用，從而防止其氧化。
目前，這項研究技術(shù)僅適用于Ti3C2Tx類(lèi)的MXene納米材料。研究人員們仍繼續致力于采用相同的技術(shù)手段來(lái)提高其他類(lèi)型的MXenes納米材料的穩定性。
該研究的主要作者Green教授表示，希望他們研發(fā)的這項技術(shù)可以被這個(gè)領(lǐng)域內的更多的研究學(xué)者所采用，將其應用于MXenes納米材料的合成來(lái)改善MXenes的穩定性。
合作咨詢(xún)
肖女士
021-33392297
Kelly.Xiao@imsinoexpo.com
2006-2025 上海博華國際展覽有限公司版權所有（保留一切權利）
滬ICP備05034851號-57
