پیشرفتهای نوین در مهندسی مواد دوبعدی از گرافن تا MXenes و کاربردهای آینده

مواد دوبعدی (۲D) طی دو دهه گذشته به عنوان یکی از مهمترین کلاسهای مواد نوین مورد توجه گسترده محققان قرار گرفته اند. از زمان کشف گرافن در سال ۲۰۰۴ خانواده بزرگی از مواد دوبعدی شامل دی کلکوژنیدهای فلزات واسطه (MXenes (TMDs نیترید بور شش ضلعی (h-BN) و سایر ساختارهای لایه ای توسعه یافته اند این مواد به دلیل خواص منحصر به فردی نظیر مساحت سطح بالا هدایت الکتریکی و حرارتی استثنایی انعطاف پذیری مکانیکی، و قابلیت تنظیم خواص الکترونیکی کاربردهای گسترده ای در زمینههای ذخیره سازی،انرژی،کاتالیز،الکترونیک و زیست پزشکی پیدا کرده اند. این مقاله مروری جامع به بررسی آخرین پیشرفتها در زمینه مهندسی مواد دو بعدی می پردازد. در ابتدا، روشهای سنتز مقیاس پذیر شامل رسوب گذاری شیمیایی بخار (CVD)، تقشر،مایع و سنتز شیمیایی مرطوب بررسی میشود. سپس، خواص و کاربردهای گرافن و مشتقات،آن MXenes به ویژه Ti۳CT و TMDS مورد تحلیل قرار می گیرد. کاربردهای این مواد در باتریهای،یونی ابرخازن،ها کاتالیزگرهای تکامل،هیدروژن و سیستمهای الکترونیکی انعطاف پذیر نیز بررسی میشود در نهایت چالشهای موجود و چشم انداز آینده این حوزه تحقیقاتی مورد بحث قرار میگیرد. نتایج نشان میدهد که مواد دو بعدی پتانسیل بالایی برای انقلاب در فناوریهای انرژی پاک و الکترونیک نسل آینده دارند.

کلیدواژه ها:

مواد ، دوبعدی ، گرافن MXenes ، دی کلکوژنیدهای فلزات واسطه ، ذخیره سازی انرژی ، کاتالیز ، نانومواد