【寧波晚報】儲能、生物診斷領(lǐng)域的發(fā)展將因此被推動 寧波新材料研究再獲突破
本報訊(記者 王心怡 通訊員 高曉靜) 去年3月份中科院寧波材料所合成了世界首個鋅MAX相材料后,一直沒有停下科研的腳步。近日,又有好消息傳來,他們探索出了MAX相的二維衍生物MXene的新合成方法,引起了業(yè)界高度關(guān)注。
上世紀(jì)60年代,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一類具有特殊功能的層狀陶瓷材料,因其由元素周期表上的M、A、X三類元素構(gòu)成,統(tǒng)稱為“MAX相”, 獨特的納米層狀晶體結(jié)構(gòu)使其兼?zhèn)浣饘俸吞沾傻男阅?,高?dǎo)電性、耐高溫、抗氧化、耐輻射耐腐蝕等。而MXene是MAX相的衍生材料,如果把MAX相比喻成一本線裝書的話,MXene就像是去掉了裝訂線后散開的一頁一頁的薄紙,它的表面可以與更多的功能原子和分子相互作用,從而受到新能源和電子領(lǐng)域科學(xué)研究者的青睞。
“而在制備MXene的過程中,傳統(tǒng)方法一般要用到高毒性的氟化物,很不環(huán)保,我們創(chuàng)新使用了與生活中常見的氯化鈉相類似的氯化物鹽進(jìn)行制備。我們還發(fā)現(xiàn),這種方法具有一定的通用性,可以被用來推廣到更多的MAX相家族材料的合成?!敝锌圃簩幉ú牧纤S慶研究員告訴記者。
這項研究在材料科學(xué)界頂尖期刊《Nature Materials》發(fā)表后,一周的時間里,光是線上的閱讀量就高達(dá)4000多次,而同期其他的研究成果點擊量大多是1000左右,“表明國內(nèi)外對此突破性工作非常關(guān)注。”
原先,受到制備方法的限制,MXene的應(yīng)用領(lǐng)域沒法大范圍鋪開,如今,隨著實驗過程化學(xué)安全性的提高和廢液處置難度、成本的降低,有望進(jìn)一步推動這種材料在能源存儲、快速充電、通信電磁信號管理、生物診斷等領(lǐng)域的研究進(jìn)展。
“比如,在儲能方面,我們和法國科學(xué)院院士Simon Patrice教授以及四川大學(xué)林紫鋒研究員合作,采用新的制備方法合成的MXene材料開展了系統(tǒng)儲能電化學(xué)研究。MXene電極在0.2-2.2V電壓區(qū)間的恒流充放電曲線,充放電具有較好的對稱性,在循環(huán)2400次后,容量保持率達(dá)90%,具有優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性?!秉S慶表示,這為MXene在電化學(xué)儲能系統(tǒng)(電池和鋰離子電容器)的實際應(yīng)用鋪平了道路。
MAX相和MXene研究是中國科學(xué)院院士柴之芳來寧波工作之后確定的重要前沿基礎(chǔ)研究方向之一,目前寧波材料所在這一材料科學(xué)領(lǐng)域已經(jīng)逐步從跟隨走向引領(lǐng),也將成為寧波新材料發(fā)展歷程中的一張閃亮名片。
?。ㄔ陌l(fā)布于2020年4月22日《寧波晚報》第12版)
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