MXENE: ವ್ಯಾಪಕ ಶ್ರೇಣಿಯ ಹೊಸ ವಸ್ತುಗಳಿಗೆ ಹೊಸ ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ವಿಧಾನ

MXENE ಎನ್ನುವುದು ವಸ್ತುಗಳ ವಿಜ್ಞಾನದಲ್ಲಿ ಎರಡು ಆಯಾಮದ ಅಜೈವಿಕ ಸಂಯುಕ್ತಗಳ ಒಂದು ವರ್ಗವಾಗಿದೆ. ಈ ವಸ್ತುಗಳು ಪರಿವರ್ತನಾ ಲೋಹದ ಕಾರ್ಬೈಡ್‌ಗಳು, ನೈಟ್ರೈಡ್‌ಗಳು ಅಥವಾ ಕಾರ್ಬನ್ ನೈಟ್ರೈಡ್‌ಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತವೆ. ಇದು ಮೊದಲು 2011 ರಲ್ಲಿ ಕಾಣಿಸಿಕೊಂಡಿತು ಏಕೆಂದರೆ ಎಂಎಕ್ಸ್‌ಇನ್ ವಸ್ತುಗಳು ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸಿಲ್ ಗುಂಪು ಅಥವಾ ಅವುಗಳ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಟರ್ಮಿನಲ್ ಆಮ್ಲಜನಕದಿಂದಾಗಿ ಪರಿವರ್ತನೆಯ ಲೋಹದ ಕಾರ್ಬೈಡ್‌ಗಳ ಲೋಹದ ವಾಹಕತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ. ಇದನ್ನು ಸೂಪರ್‌ಕ್ಯಾಪಾಸಿಟರ್‌ಗಳು, ಬ್ಯಾಟರಿಗಳು, ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಹಸ್ತಕ್ಷೇಪ ಗುರಾಣಿ ಮತ್ತು ಸಂಯೋಜಿತ ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿ ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳಿಗಿಂತ ಭಿನ್ನವಾಗಿ, ವಸ್ತುವು ಅಯಾನುಗಳ ಚಲನೆಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಚಾನಲ್‌ಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಅಯಾನು ಚಲನೆಯ ವೇಗವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ.

ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಅನುಗುಣವಾದ ಗರಿಷ್ಠ ಹಂತದಿಂದ ತಲಾಧಾರಗಳನ್ನು ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸುವ MXENE ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದ್ದಾರೆ, ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಮುಖ್ಯ ಗುಂಪನ್ನು ಒಂದು ಅಂಶವನ್ನು ಆಯ್ದವಾಗಿ ಕೆತ್ತನೆ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ, ಅಲ್ಲಿ m ಪರಿವರ್ತನೆಯ ಲೋಹವನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ, x ಇಂಗಾಲ ಅಥವಾ ಸಾರಜನಕವನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಮುಖ್ಯ ಗುಂಪು ಒಂದು ಅಂಶವು ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ, ಗ್ಯಾಲಿಯಂ, ಸಿಲಿಕಾನ್ ಅನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ , ಮತ್ತು ಇತರ ಅಂಶಗಳು. MXEEN ಅನ್ನು ಫ್ಲೋರೈಡ್, ಆಮ್ಲಜನಕ ಮತ್ತು ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸೈಡ್ ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಗುಂಪುಗಳ ಮಿಶ್ರಣವನ್ನು ಮಾಡಲು ಸಂಶೋಧಕರು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಜಲೀಯ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಫ್ಲೋರೈಡ್ (ಎಚ್‌ಎಫ್) ದ್ರಾವಣದಲ್ಲಿ ಎಚ್ಚಣೆ ಮಾಡುತ್ತಾರೆ.

ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಮತ್ತು ಪರಿವರ್ತನೆಯ ಕಾರ್ಬನ್ ಡಿಹಲೈಡ್‌ಗಳಂತಹ ಇತರ ಎರಡು ಆಯಾಮದ ವಸ್ತುಗಳ ಮೇಲ್ಮೈಗಳಿಗಿಂತ ಭಿನ್ನವಾಗಿ, ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಗುಂಪುಗಳನ್ನು ಸಹ ರಾಸಾಯನಿಕವಾಗಿ ಮಾರ್ಪಡಿಸಬಹುದು. ಹಿಂದಿನ ಅಧ್ಯಯನಗಳು ವಿಭಿನ್ನ ಮೇಲ್ಮೈ ಗುಂಪುಗಳೊಂದಿಗೆ MXEEN ಅನ್ನು ಆಯ್ದ ಮುಕ್ತಾಯವು ಶ್ರುತಿ ಮಾಡಬಹುದಾದ ಕೆಲಸದ ಕಾರ್ಯಗಳು ಮತ್ತು ಎರಡು ಆಯಾಮದ ಫೆರೋಮ್ಯಾಗ್ನೆಟಿಸಮ್ ಸೇರಿದಂತೆ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗಬಹುದು ಎಂದು ತೋರಿಸಿದೆ. ತಲಾಧಾರಗಳ ಕೋವೆಲನ್ಸಿಯ ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕೀಕರಣವು ಎರಡು ಆಯಾಮದ ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ವಸ್ತುಗಳ ತರ್ಕಬದ್ಧ ವಿನ್ಯಾಸಕ್ಕಾಗಿ ಹೊಸ ನಿರ್ದೇಶನಗಳ ಆವಿಷ್ಕಾರಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ.

ಎರಡು ಆಯಾಮದ ಪರಿವರ್ತನೆಯಲ್ಲಿನ ಮೇಲ್ಮೈ ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಗುಂಪುಗಳು ಲೋಹದ ಕಾರ್ಬೈಡ್‌ಗಳು ವ್ಯಾಪಕ ಶ್ರೇಣಿಯ MXENE ವಸ್ತುಗಳ ಬಳಕೆಯನ್ನು ಸುಲಭಗೊಳಿಸಲು ವಿವಿಧ ರಾಸಾಯನಿಕ ರೂಪಾಂತರಗಳಿಗೆ ಒಳಗಾಗಬಹುದು. ಚಿಕಾಗೊ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯ ಮತ್ತು ಅರ್ಗೋನ್ ರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರ, ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರ ಮತ್ತು ನ್ಯಾನೊವಸ್ತುಗಳ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳ ಸಂಶೋಧನಾ ತಂಡವು Mxene ಸಿಂಥೆಸಿಸ್ಗಾಗಿ ಒಂದು ಹೊಸ ಮಾರ್ಗವನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಿದೆ ಮತ್ತು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದೆ. ಕರಗಿದ ಅಜೈವಿಕ ಲವಣಗಳಲ್ಲಿ ಬದಲಿ ಮತ್ತು ಎಲಿಮಿನೇಷನ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳ ಮೂಲಕ ಅವರು ಮೇಲ್ಮೈ ಗುಂಪುಗಳನ್ನು ಸ್ಥಾಪಿಸುತ್ತಾರೆ ಮತ್ತು ತೆಗೆದುಹಾಕುತ್ತಾರೆ. ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ ರಚನಾತ್ಮಕ ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳೊಂದಿಗೆ ಆಮ್ಲಜನಕ, ಇಮೈಡ್, ಸಲ್ಫರ್, ಕ್ಲೋರಿನ್, ಸೆಲೆನಿಯಮ್, ಬ್ರೋಮಿನ್ ಮತ್ತು ಟೆಲ್ಲುರಿಯಂನ ಮೇಲ್ಮೈ ತುದಿಗಳೊಂದಿಗೆ MXENE ಅನ್ನು ತಂಡವು ಯಶಸ್ವಿಯಾಗಿ ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸಿತು, ಮತ್ತು ಈ ಮೇಲ್ಮೈ ಗುಂಪುಗಳು MXENE ಲ್ಯಾಟಿಸ್‌ನಲ್ಲಿನ ಪರಸ್ಪರ ಅಂತರವನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಬಹುದು ಗುಂಪುಗಳು.