ప్రోగ్. మాటర్. సైన్స్. (If: 48.165) | 2 డి Mxene మరియు కార్బన్

కార్బన్ యొక్క ప్రాముఖ్యత, జీవితంలోని ముఖ్యమైన అంశాలలో ఒకటి, స్వయంగా స్పష్టంగా కనిపిస్తుంది. పాలియోలిథిక్ యుగం నుండి, మానవులు మా అత్యంత ప్రాథమిక అవసరాలను తీర్చడానికి కార్బన్‌ను ఉపయోగించటానికి ప్రయత్నించారు. ఈ రోజు, శాస్త్రవేత్తలు 0 డి కార్బన్ క్వాంటం చుక్కలు, 1 డి కార్బన్ నానోట్యూబ్స్ లేదా బ్యాండ్లు, 2 డి గ్రాఫేన్ మరియు 3 డి కార్బన్ నురుగు మరియు మొదలైన వాటి నుండి పూర్తి డైమెన్షనల్ కార్బన్ పదార్థాలను విజయవంతంగా అభివృద్ధి చేశారు. అందువల్ల, కార్బన్ పదార్థాలు మనం జీవిస్తున్న ప్రపంచంలో చాలా ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తాయి, మన జీవితాలను అందిస్తున్నాయి. అసమానమైన వ్యయ ప్రయోజనం ఇది అనేక దరఖాస్తు రంగాలలో మార్గదర్శకుడిగా మరియు నాయకుడిగా చేస్తుంది, మరియు కొన్ని నిర్దిష్ట ప్రాంతాలలో మెరుగైన పనితీరును కలిగి ఉండటానికి ఇది ఇతర పదార్థాలతో కూడా విలీనం చేయవచ్చు.

2 డి గ్రాఫేన్ యొక్క ఆవిష్కరణ నుండి, పరివర్తన మెటల్ ఆక్సైడ్లు, పరివర్తన లోహ చాల్కోజెనైడ్లు, ప్రధానంగా సల్ఫైడ్లు మరియు సెలెనైడ్లతో సహా, మరియు పరివర్తన మెటల్ కార్బైడ్లు/నైట్రైడ్, షట్కోణ బోరాన్ నైట్రైడ్, లేయర్డ్ ఎల్డిహెచ్, 2 డి మోఫ్, ఫాస్ఫేన్, వంటి అనేక 2 డి పదార్థాలు విస్తృతంగా అధ్యయనం చేయబడ్డాయి. జర్మనీ, మొదలైనవి. వాటిలో, లేయర్డ్ ట్రాన్సిషన్ మెటల్ కార్బైడ్ గత దశాబ్దంలో హాటెస్ట్ స్టార్, Mxene అని పిలవబడేది, దాని విద్యుత్ వాహకత యొక్క బంగారు లాంటి లక్షణాల కారణంగా, ఉపరితల గొప్ప క్రియాత్మక సమూహాలు, -f, -OH మరియు = O, అద్భుతమైన హైడ్రోఫిలిసిటీ మరియు ఉపరితల ఎలక్ట్రోనెగటివిటీ మరియు ఇతర సమగ్ర అద్భుతమైన లక్షణాలు. ఇది మొట్టమొదట 2011 లో సంశ్లేషణ చేయబడినందున, ఇది ప్రపంచవ్యాప్తంగా పరిశోధకులకు హాట్ రీసెర్చ్ టాపిక్‌గా మారింది, ఎందుకంటే చాలా 2D పదార్థాలు ఇన్సులేటింగ్, సెమీకండక్టర్ లేదా సెమీ-మెటాలిక్ లక్షణాలను ప్రదర్శిస్తాయని మాకు తెలుసు, కాబట్టి Mxene యొక్క ఆవిష్కరణ 2D పదార్థం యొక్క డాన్ వ్యవస్థ. అంతే కాదు, ఇతర రెండు-డైమెన్షనల్ పరిమిత భాగాలతో పోలిస్తే, Mxene వేర్వేరు అణు పొరల ఆధారంగా చాలా గొప్ప వైవిధ్యాన్ని కలిగి ఉంది, విమానంలో లేదా వెలుపల ఉన్న లోహ అణు ఆర్డరింగ్‌కు, M2X నుండి M3x2, M4x3 మరియు ఇటీవల M5X4, ఇది Mxene పదార్థ వ్యవస్థకు 100 కంటే ఎక్కువ భాగాలను తెస్తుంది. ఇది ఇప్పటివరకు ఏ ఇతర పదార్థాలకైనా సరిపోలలేదు. మరీ ముఖ్యంగా, పూర్వగామి గరిష్ట దశ యొక్క విభిన్న ఎచింగ్ పరిస్థితులు మరియు పద్ధతుల ప్రకారం, Mxene యొక్క ఉపరితలంపై పెద్ద సంఖ్యలో క్రియాత్మక సమూహాలను నియంత్రించవచ్చు, తద్వారా ఇది చాలా అనుకూలమైన ఉపరితల నిర్మాణాన్ని రూపొందించడానికి అప్లికేషన్ దృష్టాంతంలో లక్ష్యంగా ఉంటుంది. . Mxene పొరల మధ్య వాన్ డెర్ వాల్స్ శక్తిని సాధారణ అల్ట్రాసోనిక్ ఫీల్డ్ సహాయం ద్వారా అధిగమించవచ్చు, Mxene పొరల మధ్య ఎలెక్ట్రోనెగటివిటీ ద్వారా ఉత్పన్నమయ్యే ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ వికర్షణతో పాటు, అత్యంత చెదరగొట్టే ఘర్షణ పరిష్కారం మరియు అల్ట్రాతో మిశ్రమ పొర పదార్థాన్ని పొందడం సులభం సాధారణ వెలికితీత మరియు వడపోత ద్వారా ఫ్లెక్సిబిలిటీ మరియు అల్ట్రా-హై కండక్టివిటీని పొందవచ్చు. ఈ అద్భుతమైన సమగ్ర స్వభావం కారణంగా, 2D Mxene అనేది బహుముఖ బిల్డింగ్ బ్లాక్స్ పదార్థం, దీని ఆవిష్కరణ నుండి ప్రారంభ శక్తి నిల్వ నుండి ఉత్ప్రేరకం, సెన్సింగ్, సౌర ఘటాలు మరియు అభివృద్ధి చెందుతున్న విద్యుదయస్కాంత కవచం, నీటి చికిత్స మరియు బయోమెడిసిన్ వరకు దాని యొక్క అనువర్తనాలు.

ప్రతిదానికీ రెండు వైపులా ఉన్నాయి, అయినప్పటికీ Mxene పదార్థాలు పై వంటి అనేక ప్రయోజనాలను కలిగి ఉన్నాయి, కాని నిర్దిష్ట అనువర్తన క్షేత్రాలలో దాని ప్రతికూలతలు మనం ఎదుర్కోవాలి. శక్తి నిల్వ అనువర్తనాల కోసం, Mxene యొక్క అధిక విద్యుత్ వాహకత మరియు రసాయన బలం సూడోకాపాసిటెన్స్ ప్రవర్తన ద్వారా పెద్ద మొత్తంలో ఛార్జీని నిల్వ చేయగలవు. ఏదేమైనా, Mxene- ఆధారిత ఎలక్ట్రోడ్ పదార్థాల యొక్క వాస్తవ ఎలక్ట్రోకెమికల్ పనితీరు సంశ్లేషణ పరిస్థితులచే నియంత్రించబడే ఉపరితల లక్షణాలపై ఖచ్చితంగా ఆధారపడి ఉంటుంది మరియు దీర్ఘకాలిక ఛార్జ్ మరియు ఉత్సర్గ చక్రాల సమయంలో తరచుగా తీవ్రమైన స్వీయ-స్టాకింగ్ దృగ్విషయాన్ని ఎదుర్కొంటుంది. ఇది అయాన్ల యొక్క విస్తరణ ప్రవర్తనను బాగా అడ్డుకుంటుంది. మరియు దాని స్వంత అధిక పరమాణు బరువు కాలం సాధారణంగా అసంతృప్తికరమైన సైద్ధాంతిక సామర్థ్య స్థాయిలను కలిగి ఉంటుంది. దాని స్వచ్ఛమైన దశలో Mxene ఉత్ప్రేరక అనువర్తనాలకు తగిన పనితీరును కలిగి ఉన్నట్లు వర్ణించడం కూడా కష్టం. ఇతర అనువర్తనాల కోసం, ఇదే విధమైన పరిస్థితి పరిశోధకులకు ప్రధాన పజిల్. ఇక్కడ, మిశ్రమం, అత్యంత ప్రభావవంతమైన మార్గం, ఎందుకంటే ఇది వేర్వేరు భాగాల యొక్క ప్రయోజనాలను మిళితం చేయగలదు, రెండింటి కలయికకు "రసాయన ప్రతిచర్య" ఉంది, Mxene పదార్థాలకు సినర్జిస్టిక్ ప్రభావాలను తెస్తుంది, సారాంశం తీసుకోండి, డ్రాస్ వెళ్ళండి, మరియు Mxene- ఆధారిత పదార్థాల పనితీరును కొత్త స్థాయికి సహాయం చేయండి.

ఇక్కడ, మేము "1 + 1> 2" యొక్క నిర్మాణ ఏకీకరణను క్రమపద్ధతిలో సంగ్రహిస్తాము, అనగా "XD కార్బన్ + 2D Mxene = ∞". కార్బన్ మాతృక యొక్క వేర్వేరు కొలతలు ప్రకారం, తక్కువ పరిమాణం నుండి అధిక పరిమాణం వరకు, 0D క్వాంటం చుక్కలు 3D కార్బన్ అస్థిపంజరం వరకు, మరియు 2D Mxene మిశ్రమ నిర్మాణం యొక్క ఏకీకరణ, మొదట, వివిధ రకాల కార్బన్ మాతృక ప్రకారం మరియు వివిధ హైబ్రిడ్ పద్ధతుల ప్రకారం, కాగితం సంగ్రహిస్తుంది మరియు పోల్చారు. రెండవది, సింథసిస్-స్ట్రక్చర్-పెర్ఫార్మెన్స్ లాజిక్ ప్రకారం XD / 2D-CARBON / MXENE హెటెరోస్ట్రక్చర్ల యొక్క నిర్మాణ-కార్యాచరణ సంబంధాలను పోల్చారు. మల్టీ-డైమెన్షనల్ కార్బన్ మ్యాట్రిక్స్ మరియు MXENE కాంప్లెక్స్ యొక్క కాలక్రమం ఆధారంగా, ప్రారంభ 1D CNTS పున omb సంయోగం నుండి, 2D గ్రాఫేన్ అసెంబ్లీ, 3D- ఉత్పన్నమైన కార్బన్ లోడింగ్ వరకు, మరియు ఇటీవల, 0D కార్బన్ క్వాంటం చుక్కల ఎంకరేజ్, శాస్త్రవేత్తలు స్పష్టంగా చేయవచ్చు అన్వేషణ యొక్క సిరను అర్థం చేసుకోండి. ప్రచురించిన వ్యాసాల సంఖ్య నుండి, Mxene పదార్థాలకు సంబంధించిన పరిశోధనా పత్రాల సంఖ్య సంవత్సరానికి పెరుగుతోందని చూడటం కష్టం కాదు, వీటిలో, Mxene- ఆధారిత కార్బన్ మిశ్రమాలపై పరిశోధనల నిష్పత్తి కూడా అధికంగా మరియు అధికంగా మారుతోంది, మరియు మరీ ముఖ్యంగా, ఇది రకాలు పరంగా మరింత సమృద్ధిగా ఉంటుంది, ఇది Mxene యొక్క పరిశోధన పురోగతికి సంతోషకరమైనది. చివరికి, Mxene- ఆధారిత కార్బన్ మిశ్రమాల పరిశోధన పురోగతి సంగ్రహించబడింది మరియు భవిష్యత్ పరిశోధన దిశ ఆశ్రయించబడింది.