En un estudio innovador reportado el 28 de marzo de 2025, en la prestigiosa revista Nature Synthesis, los investigadores lograron un avance significativo en el campo de la ciencia de los materiales. Al emplear técnicas de grabado precisas guiadas por cálculos teóricos, obtuvieron con éxito W2TIC2TX Mxene ordenado atómicamente ordenado, un nuevo material bidimensional. Este logro revoluciona los desafíos asociados con la delaminación entre capas, allanando el camino para aplicaciones innovadoras de polvo de mxeno en varios campos, particularmente en la producción de hidrógeno a través de la electrólisis del agua.
Método de síntesis innovador:
Al utilizar los cálculos de la teoría funcional de densidad (DFT), los investigadores exploraron la viabilidad de grabar capas de tungsteno en (W, Ti) 4C4₋Y compuestos. Descubrieron que el exceso de dopaje de aluminio (precursor 2al) ayuda a reducir las impurezas de oxígeno y facilita el grabado selectivo. Mediante el grabado selectivo de las capas de tungsteno unidas covalentemente de precursores de carburo de capas no Max (W, Ti) 4C4-Y utilizando hCl-Lif, sintetizaron con éxito el metal de transición bimetálico ordenado mxeno (W2Tic2TX).
Reacción de evolución de hidrógeno excepcional (HER) Rendimiento:
El W2TIC2TX Mxene delaminado exhibió sobresaliente de su rendimiento, con un sobrepotencial de solo 144 mV a una densidad de corriente de 10 mA cm-2, superando el W1.33CTX mxene existente. Los cálculos de DFT mostraron que la energía libre de adsorción de hidrógeno en la superficie mixta de titanio titanio (sitios de coordinación W-Ti3) se acerca a la neutralidad térmica (ΔGAD = -0.37EV), superando las superficies de tungsteno puro (ΔGAD = -1.79EV).
Propiedades versátiles del material:
Además, este material cuenta con una conductividad eléctrica de alta temperatura ambiente de 427 SCM-1, siguiendo el modelo de salto de rango variable (VRH), lo que indica el transporte de electrones entre capas predominantes. Exhibe un comportamiento de absorción saturable bajo una irradiación láser de femtosegundos de 800 nm, destacando su valor potencial en aplicaciones fotónicas y láser. La alta conductividad y la estabilidad de este material lo convierten en un candidato prometedor para una amplia gama de tecnologías optoelectrónicas y láser.
Este estudio atraviesa el paradigma de síntesis tradicional de Mxene y proporciona nuevas ideas para construir sus catalizadores eficientes y nuevos materiales 2D.
Nombre de la literatura: Síntesis de un mxeno de tungsteno 2D para electrocatálisis
