.Scientists Unveil Safer Way To Make “Miracle Material” MXene
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.Scientists Unveil Safer Way To Make “Miracle Material” MXene
과학자들이 "기적의 소재" MXene을 만드는 더 안전한 방법을 공개
비엔나 공과대학교2025년 4월 15일 초록 그래핀 나노기술 2D 소재 빈 공과대학(TU Wien) 연구진은 에너지 저장, 센서, 고체 윤활 등에 응용 가능한 뛰어난 2차원 소재인 MXene을 생산하는 더욱 안전하고 무독성의 전기화학적 방법을 개발했습니다. 이 획기적인 기술은 유해한 불산(HF)의 필요성을 없애 산업적 규모의 생산을 가능하게 할 것으로 기대됩니다.
배터리 기술과 고성능 윤활제에 사용되는 나노소재인 MXene은 이전에는 생산이 어렵고 위험했습니다. 그러나 TU Wien의 연구진은 이제 MXene을 생산하는 새롭고 안전한 방법을 개발했습니다. 재료 과학에서 가장 획기적인 동향 중 하나는 단일 원자층으로 구성된 2차원(2D) 재료 연구입니다. 이러한 재료는 종종 동일한 원소로 이루어진 벌크 재료와는 완전히 다른 특성을 보입니다. 이 연구 분야는 이후 노벨상을 수상한 그래핀 의 발견으로 더욱 발전했습니다.
오늘날 티타늄과 탄소를 주성분으로 하는 MXene("맥스엔"으로 발음)이라는 새로운 2D 소재가 주목을 받고 있습니다. 비엔나 공과대학교(TU Wien) 연구진은 CEST 및 AC2T와 협력하여 이러한 소재의 잠재력을 탐구하고 있습니다. MXene은 놀라운 특성을 다양하게 제공합니다.
전자기 차폐, 에너지 저장, 첨단 감지 기술 등의 분야에서 유망한 가능성을 보여줍니다. 놀랍게도, TU Wien 연구진은 MXene이 우주와 같은 극한 환경에서도 고체 윤활제로 매우 효과적으로 기능한다는 사실을 발견했습니다. 그러나 강산에 의존하는 기존 MXene 생산 방식은 위험하고 독성이 강하다는 것이 주요 장애물이었습니다. 이제 이러한 문제가 해결되었습니다. 빈 공과대학(TU Wien) 연구팀은 독성 화학물질을 사용하지 않는 더욱 안전한 전기 기반 합성 공정을 개발했습니다.
이 획기적인 기술은 권위 있는 학술지인 Small에 게재되었습니다. 더 이상 독성 불산은 없습니다 "MXene을 생산하려면 먼저 소위 MAX 상이 필요합니다. 이 상은 예를 들어 알루미늄, 티타늄, 탄소 층으로 구성될 수 있는 소재입니다."라고 빈 공과대학교(TU Wien) 공학 설계 및 제품 개발 연구소의 트라이볼로지 연구팀의 피에를루이지 빌로토(Pierluigi Bilotto)는 설명합니다. "지금까지는 MAX 상 내 알루미늄을 에칭하는 데 불산을 사용했는데, 그 결과 원자 수준으로 얇은 층들이 서로 거의 저항 없이 미끄러져 움직이는 시스템이 형성되었습니다. 이것이 바로 MXene을 훌륭한 윤활제로 만드는 이유입니다."
피에를루이지 빌로토, 마르쿠스 오스터만, 마르코 필예비치 Pierluigi Bilotto, Markus Ostermann, Marko Piljevic(왼쪽에서 오른쪽으로). 크레딧: TU Wien
하지만 불산을 다루는 것은 쉬운 일이 아닙니다. 독성이 강하고 환경에 유해하며, 이 화학 물질 취급에 대한 엄격한 규정이 있습니다. 특수하고 값비싼 실험실 장비가 필요하고, 폐기물 처리에도 막대한 비용이 듭니다. "이것이 바로 MXene이 아직 산업계에서 큰 진전을 이루지 못한 이유입니다."라고 피에르루이지 빌로토는 말합니다. "산업 규모로 이러한 공정을 구축하는 것은 어려운 일이기 때문에 많은 기업들이 이러한 단계를 밟는 것을 꺼리는 것은 당연합니다."
그래서 피에를루이지 빌로토는 TU Wien의 카르스텐 가초 교수와 마르쿠스 발티너 교수, 비너노이슈타트 CEST의 마르쿠스 오스터만 박사, AC2T의 마르코 필리에비치 등과 함께 더 나은 방법을 찾기 시작했습니다. 전기화학 "전기화학은 MAX 상의 알루미늄 결합을 끊는 대안적인 방법을 제공합니다."라고 피에르루이지 빌로토는 말합니다. "전압이 인가되면 MAX 상에 전류가 흐르게 되고, 이 전류가 계면에서 반응을 시작합니다.
전압을 정밀하게 조절함으로써 알루미늄 원자만 제거되고 전기화학적 MXene(EC-MXene)이 생성되도록 반응을 조절할 수 있습니다. 연구팀은 매우 특수한 전기화학 기법을 사용하여 전기화학 에칭과 EC-MXene의 전반적인 품질을 향상시킬 수 있음을 발견했습니다. 바로 적정량의 전류 펄스입니다. 다른 방법을 사용하면 표면 반응성이 급격히 떨어지는 반면, 짧은 전류 펄스는 MAX 상 물질에 작은 수소 기포를 형성하여 표면을 세척하고 재활성화합니다.
이를 통해 전기화학 반응이 더 오래 지속되고 다량의 EC-MXene을 생산할 수 있습니다. 얻어진 제품은 원자간력현미경, 주사 및 투과전자현미경, 라만 및 X선 광전자 분광법, 저에너지 이온 산란법과 같은 첨단 기술을 사용하여 분석되었습니다. 그 특성은 불산을 사용하여 이전에 생산된 MXene의 특성만큼 우수합니다. 피에를루이지 빌로토는 "저의 목표는 MXene의 합성을 매우 간단하게 만드는 것입니다. 어떤 주방에서든 가능할 것입니다."라고 말하며, "그리고 우리는 그 목표에 매우 근접했습니다."라고 덧붙였습니다.
참고문헌: Markus Ostermann, Marko Piljević, Elahe Akbari, Prathamesh Patil, Veronika Zahorodna, Ivan Baginskiy, Oleksiy Gogotsi, Carsten Gachot, Manel Rodríguez Ripoll, Markus Valtiner, Pierluigi Bilotto의 "불산 무함유 지속가능 MXene 합성을 위한 펄스 전기화학 박리", 2025년 3월 30일, Small . DOI: 10.1002/smll.202500807
https://scitechdaily.com/scientists-unveil-safer-way-to-make-miracle-material-mxene/
메모 2504161534_소스1.분석중【】
1.
과학자들이 "기적의 소재" MXene을 만드는 더 안전한 전기화학적 방법을 공개했다.
빈 공과대학(TU Wien) 연구진은 에너지 저장, 센서, 고체 윤활 등에 응용 가능한 뛰어난 2차원 소재인 MXene을 생산하는 더욱 안전하고 무독성의 전기화학적 방법을 개발했다. 이 획기적인 기술은 유해한 불산(HF)의 필요성을 없애 산업적 규모의 생산을 가능하게 할 것으로 기대된다.
배터리 기술과 고성능 윤활제에 사용되는 나노소재인 MXene은 이전에는 생산이 어렵고 위험했다. 그러나 연구진은 이제 MXene을 생산하는 새롭고 안전한 방법을 이제 개발했다.
1-1.
재료 과학에서 가장 획기적인 동향 중 하나는 단일 원자층으로 구성된 2차원(2D) 재료 연구이다. 이러한 재료는 종종 동일한 원소로 이루어진 벌크 재료와는 완전히 다른 특성을 보인다. 이 연구 분야는 이후 노벨상을 수상한 그래핀 의 발견으로 더욱 발전했다.
오늘날 티타늄과 탄소를 주성분으로 하는 MXene("맥스엔"으로 발음)이라는 새로운 2D 소재가 주목을 받고 있다.
_[1-2】mcell이 고체입자 윤활제? 어허.
_【2】qvixer는 두개의 vixer가 미끌리는 형태이다. 이것이 암흑물질에 부드럽게 암흑에너지의 액화를 운반하는 윤활유일 수도 있다. 어허.
[2-2】 전기화학보다 더 진보된 방식이 시뮬레이션 데이터 네트워크 과학이다. 이를 우주적 규모에서 조합의 형태로 완벽한 결과값 magicsum을 얻으려면 보기1.을 응용해야 한다.
보기1.
sample 1.vix.a'6//vixx.a(b1,g3,k3,o5,n6)
b0acfd|~ |0000e0
000ac0|~|f00bde
0c0fab|~ |000e0d
e00d0c|~|0b0fa0
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0deb00|~|ac000f
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