2025年3月28日に名誉あるジャーナル自然統合で報告された画期的な研究で、研究者は材料科学の分野で大きなブレークスルーを達成しました。理論計算によって導かれた正確なエッチング技術を使用することにより、彼らは新規2次元材料であるAtomally順序のW2Tic2Tx Mxeneを正常に取得しました。この成果は、層間層の剥離に関連する課題に革命をもたらし、特に水の電気分解を介した水素生産において、さまざまな分野でのMxene粉末の革新的な用途への道を開いています。
革新的な合成方法：
密度汎関数理論（DFT）計算を利用することにより、研究者は（W、TI）4C4₋y化合物でタングステン層のエッチングの実現可能性を調査しました。彼らは、過剰なアルミニウムドーピング（2AL前駆体）が酸素不純物を減らし、選択的エッチングを促進するのに役立つことを発見しました。非マックス層の炭化物（W、TI）4C4-Y前駆体からの共有結合したタングステン層の選択的エッチングを通じて、HCL-LIFを使用して、秩序化されたバイメタリック遷移金属MXENE（W2TIT2TX）を合成しました。
例外的な水素進化反応（彼女）パフォーマンス：
デラミネートされたW2TIC2TX MXENEは、既存のW1.33CTX MXENEを上回る、10MA cm-2の電流密度でのみ144mVの過剰である彼女のパフォーマンスを示しました。 DFT計算は、タングステン - チタン混合表面（W-Ti3配位部位）の水素吸着自由エネルギーが熱中性（ΔGAD= -0.37EV）に近づいており、純粋なタングステン表面（ΔGAD= -1.79EV）を上回ることを示しています。
汎用性のある材料特性：
さらに、この材料は、可変範囲ホッピング（VRH）モデルに続く427 SCM-1の高い室温の電気伝導率を誇り、主要な層間層電子輸送を示しています。 800nmフェムト秒レーザー照射の下で飽和吸収挙動を示し、フォトニックおよびレーザー用途での潜在的な値を強調しています。この材料の高い導電率と安定性により、幅広いオプトエレクトロニクスおよびレーザー技術の有望な候補になります。
この研究は、Mxeneの従来の合成パラダイムを突破し、効率的な彼女の触媒と新しい2D材料を構築するための新しいアイデアを提供します。
文献名：電気触媒のための2Dタングステンmxeneの合成
