Superposer autant de couches que possible avec du beurre entre les deux est la clé d'un croissant parfait. De même, une nouvelle substance prometteuse pour de nouvelles applications se compose de plusieurs couches de métaux incroyablement minces, auxquelles les chercheurs peuvent ajouter divers ions à des fins différentes. Cela augmente considérablement le potentiel d'utilisation de ces matériaux dans l'électronique de pointe ou le stockage d'énergie.
Qu'est-ce que MXen ?
Appelé MXenes et prononcé "max-eens", il a fallu autant de travail qu'un mince croissant d'une ancienne boulangerie française pour le produire.
Cependant, une nouvelle découverte de chercheurs de l'Université de Chicago montre comment ces MXens peuvent être produits beaucoup plus rapidement et simplement, avec moins de conséquences néfastes.
La découverte, publiée le 23 mars dans la revue Science, devrait inspirer de nouvelles découvertes et ouvrir la voie à l'utilisation des MXens dans l'électronique et les gadgets ordinaires.
industrie atomique
Lorsque les MXens ont été décrits pour la première fois en 2011, ils ont provoqué une grande excitation parmi les scientifiques. Lorsqu'un métal tel que l'or ou le titane est rasé pour produire des couches atomiques minces, il cesse généralement de se comporter comme un métal. Mais les MXènes sont capables de conserver les propriétés uniques du métal, telles que la conductivité électrique, grâce à des interactions chimiques extraordinairement fortes.
Ils sont également très adaptables : "Vous pouvez mettre des ions entre les couches, par exemple, pour stocker de l'énergie", a déclaré Di Wang, un étudiant diplômé en chimie qui a co-écrit l'article avec le chercheur postdoctoral Chenkun Zhou.
En raison de tous ces avantages, les MXens peuvent être extrêmement utiles pour la construction de nouveaux appareils, tels que ceux qui stockent l'énergie ou empêchent les interférences électromagnétiques.
Mais la seule méthode que nous connaissions pour produire du MXen nécessitait une série de procédures d'ingénierie chimique difficiles, notamment le chauffage de la combinaison à 3.000 XNUMX ° F, puis son trempage dans de l'acide fluorhydrique.
Selon Dmitri Talapin, Ernest DeWitt Burton Distinguished Service Professor of Chemistry à l'Université de Chicago, co-auteur du Laboratoire national d'Argonne et co-auteur de l'article, "Si vous faites quelques grammes pour des expériences en laboratoire, c'est très bien, mais si vous voulez le faire en grande quantité pour une utilisation dans des produits commerciaux, c'est bien." deviendra un problème majeur d'élimination des déchets abrasifs. "
Le groupe a appliqué des idées chimiques, en particulier "l'économie atomique", visant à réduire la quantité d'atomes gaspillés lors d'une réaction, pour créer un processus plus efficace et moins dangereux.
Les chercheurs d'UChicago ont découvert de nouveaux procédés chimiques qui permettent la production de MXen à partir de précurseurs simples et abordables sans avoir besoin d'acide fluorhydrique. Cela ne nécessite qu'une seule étape; ou en combinant divers produits chimiques avec le métal que vous souhaitez utiliser pour les couches et en le chauffant à 1.700 XNUMX ° F. Wang a poursuivi: "Ensuite, vous l'ouvrez et les voilà."
Le processus plus simple et moins dangereux ouvre de nouvelles opportunités aux chercheurs pour développer et rechercher de nouvelles variantes de MXen pour une variété d'utilisations, telles que divers alliages métalliques ou diverses saveurs d'ions. La technologie a été testée avec les métaux titane et zirconium, mais les chercheurs pensent qu'elle pourrait être appliquée à une grande variété de combinaisons supplémentaires.
Wang a déclaré: «Ces nouveaux MXens sont également esthétiques. Ils ressemblent à des fleurs, ce qui peut être plus propice aux réactions car les ions et les molécules peuvent facilement passer entre les couches métalliques grâce aux bords exposés.
Source : phys.org/news
📩 24/03/2023 13:50