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        維生素C是保護(hù)令人興奮的新納米材料的關(guān)鍵
        
			
        
				2019-07-15 08:47:53
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			  來(lái)源：
			
        
		
        
				
		
        
			
        在一項(xiàng)可能為未來(lái)應(yīng)用的新型納米材料MXenes(發(fā)音為“Maxines”)打開(kāi)大門的工作中，得克薩斯A&M大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種簡(jiǎn)單，廉價(jià)的方法來(lái)防止材料快速降解。
        

        二維MXene納米片在從儲(chǔ)能到水凈化的應(yīng)用中具有前景。然而，MXenes有一個(gè)跟腱：它們?cè)陂_(kāi)放時(shí)會(huì)迅速降解。
        

        維生素C是保護(hù)令人興奮的新納米材料的關(guān)鍵
        

        根據(jù)德克薩斯A&M團(tuán)隊(duì)的說(shuō)法，這個(gè)問(wèn)題的解決方案涉及將MXenes暴露于一系列化合物中，這些化合物最好由天然膳食補(bǔ)充劑如維生素C代表。
        

        “通過(guò)這些發(fā)現(xiàn)，貨架穩(wěn)定的MXenes成為可能，基于工程級(jí)MXene的材料可以成為現(xiàn)實(shí)，”研究人員在即將發(fā)行的在線期刊Matter的一篇論文中寫道。
        

        有趣的財(cái)產(chǎn)
        

        MXenes是由Drexel大學(xué)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)于2011年發(fā)現(xiàn)的，它是一些材料，只有幾個(gè)原子厚，主要由金屬層組成，如鈦和/或氮交錯(cuò)的金屬。
        

        由于它們的納米厚度和各種元素，它們可以由(其他納米材料，如石墨烯僅含碳)組成，“這些材料往往具有非常有趣的特性，如高導(dǎo)電性和高催化活性，”Micah Green博士說(shuō)。他是一名副教授，領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)工作，并在德克薩斯A&M的Artie McFerrin化學(xué)工程系和材料科學(xué)與工程系擔(dān)任聯(lián)合任命。
        

        由于這些屬性，MXenes在研究界引起了極大的興趣和熱情，從電池到電子傳感器等各種應(yīng)用都有潛在的應(yīng)用。
        

        “但是在背景中潛伏著一個(gè)問(wèn)題，”格林說(shuō)。MXenes快速降解或氧化。“它們分崩離析，不再是納米片。這種情況發(fā)生在幾天之內(nèi)。”
        

        雖然其他研究人員發(fā)現(xiàn)干燥或冷凍MXenes等技術(shù)可以延緩其降解，“他們?nèi)匀徊粫?huì)持續(xù)多年，”他說(shuō)。“沒(méi)有人想要一種不具有長(zhǎng)保質(zhì)期的材料。”
        

        Texas A&M通過(guò)跨學(xué)科的納米材料，陶瓷和聚合物專家團(tuán)隊(duì)解決了這個(gè)問(wèn)題。
        

        其他教職員工參與工作是Miladin Radovic博士，教授，材料科學(xué)與工程系，和朱迪博士Lutkenhaus，材料科學(xué)與工程與化學(xué)工程系系副教授。
        

        該團(tuán)隊(duì)最終發(fā)現(xiàn)，將典型的MXene暴露于L-抗壞血酸鈉溶液可阻止納米片降解。此外，一些相關(guān)化合物，包括維生素C，也起作用。根據(jù)格林的說(shuō)法，效果持續(xù)。他還指出，該團(tuán)隊(duì)在一年前就做出了這一發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)處理的MXenes仍然穩(wěn)定。
        

        為了進(jìn)一步研究導(dǎo)致穩(wěn)定性提高的現(xiàn)象，該團(tuán)隊(duì)完成了MXenes與抗氧化劑之間相互作用的分子動(dòng)力學(xué)模擬。他們發(fā)現(xiàn)抗壞血酸分子似乎與MXene納米片相關(guān)聯(lián)，阻止它與水分子相互作用，從而防止其氧化。
        

        該團(tuán)隊(duì)很興奮，因?yàn)樗麄兊?ldquo;方法似乎適用于各種不同的MXenes，”格林說(shuō)。該物質(zhì)本文的重點(diǎn)是最常見(jiàn)的MXene(Ti3C2Tx)，但其他類型MXenes的是更不穩(wěn)定。以至于“人們懷疑這些材料是否能夠找到應(yīng)用。使用這種技術(shù)，這可能會(huì)改變。”研究人員目前正在使用相同的方法探索這些額外MXenes的穩(wěn)定性。
        

        “我們希望所有在MXenes工作的人，包括工業(yè)界人士，都會(huì)使用我們的技術(shù)來(lái)保護(hù)他們的材料，”格林說(shuō)。
        
			

			
          
        
			
        
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