Dans une étude révolutionnaire rapportée le 28 mars 2025, dans la prestigieuse revue Nature Synthesis, les chercheurs ont réalisé une percée importante dans le domaine de la science des matériaux. En utilisant des techniques de gravure précises guidées par des calculs théoriques, ils ont obtenu avec succès l'ordre atomiquement ordonné W2tic2Tx Mxene, un nouveau matériau bidimensionnel. Cette réalisation révolutionne les défis associés au délaminage intercouche, ouvrant la voie à des applications innovantes de la poudre MXENE dans divers domaines, en particulier dans la production d'hydrogène par l'électrolyse de l'eau.
Méthode de synthèse innovante:
En utilisant les calculs de la théorie fonctionnelle de la densité (DFT), les chercheurs ont exploré la faisabilité de la gravure des couches de tungstène dans des composés (w, ti) 4c4₋y. Ils ont découvert que l'excès de dopage en aluminium (précurseur 2Al) aide à réduire les impuretés d'oxygène et facilite la gravure sélective. Grâce à la gravure sélective des couches de tungstène liées de manière covalente à partir de précurseurs de carbure de carbure non max (W, Ti) 4C4-Y en utilisant HCL-LIF, ils ont synthétisé avec succès le métal de transition bimétallique ordonné mXene (W2tic2Tx).
Performance de réaction d'évolution de l'hydrogène exceptionnelle:
La MXENE W2tic2Tx délaminée a présenté sa performance exceptionnelle, avec une survient de seulement 144 mV à une densité actuelle de 10 mA CM-2, dépassant le MXEne W1.33CTX existant. Les calculs de DFT ont montré que la surface mixte de l'adsorption d'hydrogène sur la surface mixte du tungstène-titane (sites de coordination W-Ti3) s'approche de la neutralité thermique (ΔGAD = -0,37EV), surpassant les surfaces de tungstène pures (ΔGAD = -1,79EV).
Propriétés des matériaux polyvalents:
De plus, ce matériau possède une conductivité électrique à température ambiante élevée de 427 SCM-1, suivant le modèle de saut de plage variable (VRH), indiquant le transport d'électrons intercouche prédominant. Il présente un comportement d'absorption satuble sous une irradiation laser fémle de 800 Nm, mettant en évidence sa valeur potentielle dans les applications photoniques et laser. La conductivité et la stabilité élevées de ce matériau en font un candidat prometteur pour un large éventail de technologies optoélectroniques et laser.
Cette étude traverse le paradigme traditionnel de la synthèse de MXENE et fournit de nouvelles idées pour construire efficace ses catalyseurs et ses nouveaux matériaux 2D.
Nom de la littérature: synthèse d'un mXene de tungstène 2D pour l'électrocatalyse
