人造腎臟、強大的電池和高效的水凈化是一組被稱為 MXenes 的超薄材料的未來應(yīng)用。這一觀點在《科學(xué)》雜志的一篇文章中得到表達(dá)，其作者包括林雪平大學(xué)的一位。

橫截面薄如一層或幾層原子的材料由于其厚度而具有不尋常的特性。這些特性可能是高導(dǎo)電性、高強度或耐熱能力，使超薄材料在未來技術(shù)中具有巨大的應(yīng)用潛力。最著名的材料是石墨烯，自發(fā)現(xiàn)以來，對其他超薄材料(也稱為二維材料)的追尋力度不斷加大。

石墨烯和許多其他二維材料是半導(dǎo)體、半金屬或極化絕緣體。缺乏超薄金屬導(dǎo)體是開發(fā)僅基于二維材料的組件的障礙。

2011 年發(fā)現(xiàn)了一組新的超薄材料，并命名為 MXenes。它們由金屬與碳或氮原子結(jié)合而成。MXenes 補充了其他超薄材料，因為它們是金屬導(dǎo)體，并為納米尺度上的全新應(yīng)用打開了大門。

林雪平大學(xué)物理、化學(xué)和生物系教授 Johanna Rosén 與美國德雷塞爾大學(xué)的同事在 Science 上發(fā)表了一篇文章，討論了 MXenes 的未來及其預(yù)期的影響。

“有很多可以想象的應(yīng)用。最接近實現(xiàn)的兩個是高效儲能，以電池和超級電容器的形式，以及電磁干擾屏蔽。但從長遠(yuǎn)來看，我們將能夠制造用于空氣和水凈化的過濾器、用于下一代通信的天線，以及我們尚未想到的許多其他應(yīng)用，”Johanna Rosén 說。

此外，許多 MXenes 具有生物相容性(與活組織相容)、無毒且環(huán)保，這意味著它們正在被研究用于生物醫(yī)學(xué)的可能應(yīng)用。一種這樣的應(yīng)用是人造腎臟的形成，這將使透析治療(或其他沒有透析機的治療)變得不必要。

第一個被發(fā)現(xiàn)的 MXene 是碳化鈦 Ti 3 C 2?，F(xiàn)在，十年后，已經(jīng)開發(fā)了大約 50 種不同的 MXene，其中許多是在林雪平大學(xué)。然而，用于生產(chǎn)它們的方法意味著可用的組合幾乎是無限的。這意味著從長遠(yuǎn)來看，可能會有數(shù)千個具有不同定制特性的 MXene。

“MXenes 是在十年前才被發(fā)現(xiàn)的，研究它們的研究領(lǐng)域發(fā)展非常迅速?，F(xiàn)在每年發(fā)表大約 6,600 篇科學(xué)文章。但仍有許多性質(zhì)和應(yīng)用有待發(fā)現(xiàn)，可以解決許多問題。技術(shù)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的當(dāng)代挑戰(zhàn)，”約翰娜·羅森說。

標(biāo)簽： 納米技術(shù)