Dalam kajian terobosan yang dilaporkan pada 28 Mac, 2025, dalam sintesis Nature Jurnal yang berprestij, para penyelidik mencapai kejayaan yang signifikan dalam bidang sains bahan. Dengan menggunakan teknik etsa yang tepat yang dipandu oleh pengiraan teoritis, mereka berjaya memperoleh atom yang diperintahkan W2TIC2TX Mxene, bahan dua dimensi novel. Pencapaian ini merevolusi cabaran yang berkaitan dengan penyingkiran interlayer, membuka jalan bagi aplikasi inovatif serbuk Mxene dalam pelbagai bidang, terutamanya dalam pengeluaran hidrogen melalui elektrolisis air.
Kaedah sintesis inovatif:
Dengan menggunakan pengiraan teori fungsional ketumpatan (DFT), para penyelidik meneroka kelayakan lapisan tungsten etching dalam sebatian (W, Ti) 4C4₋y. Mereka mendapati bahawa doping aluminium yang berlebihan (2al prekursor) membantu mengurangkan kekotoran oksigen dan memudahkan etsa selektif. Melalui etching selektif lapisan tungsten terikat kovalen dari prekursor karbida berlapis bukan max (W, Ti) 4C4-Y menggunakan HCL-LIF, mereka berjaya mensintesiskan mxene logam peralihan bimetallic (W2TIC2TX).
Prestasi Reaksi Hidrogen Evolusi yang luar biasa (HER):
W2TIC2TX Mxene yang ditakrifkan mempamerkan prestasi beliau yang luar biasa, dengan kelebihan hanya 144mV pada ketumpatan semasa 10mA cm-2, melepasi mxene W1.33CTX yang sedia ada. Pengiraan DFT mempamerkan bahawa tenaga bebas penjerapan hidrogen pada permukaan campuran titanium titanium (tapak koordinasi W-TI3) mendekati neutral terma (ΔGAD = -0.37EV), mengatasi permukaan tungsten tulen (ΔGAD = -1.79ev).
Sifat bahan serba boleh:
Di samping itu, bahan ini mempunyai kekonduksian elektrik suhu bilik tinggi 427 SCM-1, berikutan model hopping pelbagai variabel (VRH), yang menunjukkan pengangkutan elektron interlayer yang dominan. Ia mempamerkan tingkah laku penyerapan susu di bawah penyinaran laser femtosecond 800nm, menonjolkan nilai potensinya dalam aplikasi fotonik dan laser. Kekonduksian yang tinggi dan kestabilan bahan ini menjadikannya calon yang menjanjikan untuk pelbagai teknologi optoelektronik dan laser.
Kajian ini memecahkan paradigma sintesis tradisional Mxene dan memberikan idea -idea baru untuk membina pemangkin dan bahan -bahan novelnya yang cekap.
Nama Sastera: Sintesis Mxene Tungsten 2D untuk Elektrokatalisis
