MXene是新型二维材料 下游可应用范围广

  MXene是一种二维材料,是一类具有二维层状结构的过渡金属碳化物、过渡金属氮化物或者过渡金属碳氮化物,是由MAX相处理得到的、结构类似石墨烯的新型材料。MXene于2011年在美国德雷赛尔大学(Drexel University)被研究发现,最先发现的是过渡金属碳化物,具有良好的导电性。

mxene晶体结构(MXene是新型二维材料)(1)

  可利用刻蚀液,通过侵蚀MAX相来制备MXene,含氟刻蚀液最为常用,例如氢氟酸等。MAX相产品种类多,利用MAX相可侵蚀得到多种性能不同的MXene。目前,已研发问世的MXene主要有Ti3C2Tx、Ti2CTx、Nb2CTx、Mo2CTx、Ti4N3Tx、Ta4C3Tx、Cr2TiC2Tx、V2CTx、Zr3C2Tx、(Nb0.8Zr0.2)4C3Tx等。其中,Ti3C2Tx最早被研发问世,且现阶段研究最多。

  根据新思界产业研究中心发布的《2022-2026年MXene行业深度市场调研及投资策略建议报告》显示,MXene具有二维材料的典型特征,其导电性优、润滑性好,以其为原料,可以开发膜材、纤维、气凝胶、水凝胶等多种产品形态,也可以与高分子聚合物配合使用,制备多功能复合材料。MXene可以广泛应用在光热转化、场效应晶体管、拓扑绝缘体、传感器、储能、电磁屏蔽、催化、润滑等多个领域,因此其研发受到关注。  

mxene晶体结构(MXene是新型二维材料)(2)

 在电池领域,由于MXene可提供更多通道,可大幅提升离子运动速度,因此导电性优,可取代传统导电材料铜、铝使用。以MXene为材料制成的电池应用在智能手机领域,可加快手机充电速度,缩短手机充电时间。未来随着技术研究日益成熟,MXene电池还可以应用到新能源汽车领域,缩短动力电池的充电时间,推动新能源汽车市场普及率提升。   

MXene在美国被研发问世,自2011年以来,我国对MXene的研究热情高涨,现阶段在我国多个地区均有高校或者科研机构进行MXene研究。我国研究MXene的高校与科研机构有五十多所,主要有中科院大连化物所、中科院金属所、中科院宁波材料所、哈尔滨工程大学、大连理工大学、山东大学、北京航空航天大学、北京大学、清华大学、南开大学、河南理工大学、华中科技大学、华南理工大学、四川大学、复旦大学等。  

mxene晶体结构(MXene是新型二维材料)(3)

 新思界行业分析人士表示,我国半导体、传感器、电子、新能源汽车等产业发展迅速,技术不断升级,市场对高性能材料的需求不断增长,二维材料凭借优异性能受到关注,MXene作为新型二维材料,研究持续深入。我国MXene研究成果不断增多,新型的、性能更优的MXene产品陆续问世,未来随着MXene技术日益成熟,能够率先实现研究结果产业化转化的企业将具有先发优势。

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