Una manera fácil de crear capas de metal atómicamente delgadas para nuevas tecnologías
2 min readLos materiales con estructuras cristalinas en capas son una clase emergente de compuestos con propiedades deseables para muchas aplicaciones. En particular, la familia de carburos y nitruros de metales de transición bidimensionales (2D), conocida como MXenes, ha mostrado perspectivas interesantes para su uso en varias aplicaciones.
Sin embargo, MXenes solo se han sintetizado a partir de fases MAX eliminando químicamente los átomos A con soluciones duras. Dado que este método genera grandes cantidades de desechos, limita la escala de fabricación de MXenes y dificulta su utilidad.
En un nuevo estudio, científicos de la Universidad de Chicago informan sobre la síntesis directa de MXenes. Mostraron cómo hacer que estos MXenes sean mucho más rápidos y fáciles, con menos subproductos tóxicos.
Para diseñar un método más eficiente y menos tóxico, el equipo utilizó los principios de la química, en particular la ‘economía atómica’, que busca minimizar la cantidad de átomos desperdiciados en una reacción.
Los científicos han desarrollado nuevos procesos químicos para producir MXenes a partir de precursores simples y asequibles sin necesidad de ácido fluorhídrico. Solo requiere un paso: mezclar varios productos químicos con el metal que elija usar para las capas y luego calentar la mezcla a 1,700 °F.
El estudiante graduado de química Di Wang, coautor del artículo, ha dicho, “Luego lo abres, y ahí están”.
“Estos nuevos MXenes también son visualmente hermosos. Se mantienen erguidos como flores, lo que incluso puede hacerlos mejores para las reacciones porque los bordes están expuestos y accesibles para que los iones y las moléculas se muevan entre las capas de metal.
El proceso más simple y menos peligroso abre nuevas oportunidades para que los investigadores desarrollen y estudien nuevas variedades de MXenes para diversos usos, como múltiples aleaciones de metales o diferentes sabores iónicos. La tecnología se ha probado con los metales titanio y circonio, pero los investigadores creen que se puede aplicar a una amplia gama de combinaciones adicionales.
Referencia de la revista:
- Daniel Robertson y Sarah Tolbert. Una ruta directa y limpia a MXenes. Ciencia. YO: 10.1126/ciencia.ade9914
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