一個完美的羊角面包的秘訣在于使其盡可能有更多的面包層，每一層都點綴著黃油。同樣，一種有望用于更多應(yīng)用的新材料需要由許多極薄的金屬層制成的，科學(xué)家可以在金屬層之間滑動不同的離子以達(dá)到各種目的。
這種材料被稱為MXenes，它們對未來的高科技電子產(chǎn)品或能量存儲將非常有用。近期，美國芝加哥大學(xué)的科學(xué)家們在這一領(lǐng)域取得了重大突破，可以更快、更方便地制造這些MXenes，同時產(chǎn)生更少的有毒副產(chǎn)品。
最新研究成果已于近期發(fā)表在了《科學(xué)》雜志上，為在日常電子產(chǎn)品和設(shè)備中使用MXenes鋪平了道路。
(資料圖)
MXenes于2011年首次被發(fā)現(xiàn)，讓許多科學(xué)家非常興奮。因為通常，當(dāng)你把金或鈦這樣的金屬刮成原子薄的薄片時，它就不再像金屬了。但是MXenes中異常強的化學(xué)鍵使它們保留了金屬的特殊能力，比如強導(dǎo)電，使其在制造新設(shè)備方面非常有用。
然而，此前制造MXenes的唯一方法涉及幾個密集的化學(xué)工程步驟，包括在3000°F加熱混合物，然后在氫氟酸中浸泡。
研究人員解釋說：“如果你在實驗室里制造幾克用于實驗，這是沒有問題的，但如果你想大批量制造用于商業(yè)產(chǎn)品，腐蝕性廢物處理問題將成為主要阻礙?！?/p>
為了設(shè)計一種更有效、毒性更小的方法，該團隊使用了化學(xué)原理，特別是“原子經(jīng)濟性”。該原理是綠色化學(xué)以及化學(xué)反應(yīng)的一個專有名詞，指的是在化學(xué)品合成過程中，合成方法和工藝應(yīng)被設(shè)計成能把反應(yīng)過程中所用的所有原材料盡可能多的轉(zhuǎn)化到最終產(chǎn)物中。
有鑒于此，該研究小組發(fā)現(xiàn)了新的化學(xué)反應(yīng)，使科學(xué)家能夠從簡單而廉價的前體中制造MXenes，而不使用氫氟酸。它只包括一個步驟：將幾種化學(xué)物質(zhì)與你想要制造層的金屬混合，然后將混合物加熱到1700°F。
“然后你打開它，它們就在那里，”研究人員說。
他們總結(jié)稱，這種更簡單、毒性更小的方法為科學(xué)家們開辟了新途徑，可以為不同的應(yīng)用創(chuàng)造和探索新品種的 MXenes，例如不同的金屬合金或不同的離子“調(diào)味劑”。該團隊用鈦和鋯金屬測試了該方法，但他們認(rèn)為該技術(shù)也可用于許多其他不同的組合。
（來源：財聯(lián)社）
