可以回收浪費摩擦能的新材料：MXene

想像一下，每當你在智能手機上打出一條信息，它就會產生電能，而不是讓消耗你的手機電池電量。根據密蘇里科技大學的一名研究人員的說法，這種情況有一天會成為現實。

在2018年2月出版的《納米能源》雜質上, 密蘇里科技大學的化學系副教授Mochalin Vadym博士 ,描述了一個被稱為MXene（二維過渡金屬碳/氮化物，分子式為M(n 1)Xn，其中M代表過渡金屬，X代表碳或氮）的新家族二維過渡金屬碳化物 ,可以用來收集浪費的摩擦能。例如,在打字或散步中的肌肉收縮能。

2011年發現的MXene，是二維材料中最大的家族之一。它們具有很高的電導率和在與聚合物和其他材料接觸時吸收電子的能力。這種不尋常的特性組合使MXene成為摩擦生電納米發電機的組件(TENG)。該納米發電機可將肌肉運動轉化為電能。研究表明，這些先進的材料可以被整合到手機、手持電子設備、可穿戴設備和筆記本電腦中，最終使它們具有自供電能力。

「在能量儲存、生物醫藥、電子、複合材料、感測器和水凈化領域中的，探索MXene的新化學物質和基本物理特性可帶來的新應用，是二維材料的一個熱門領域。」 Mochalin說。

這篇文章是與德雷克塞爾大學和克萊姆森大學的研究小組合作撰寫的。

Mochalin和他的合作者的另一項研究，「在2D Ti3C2 MXene薄膜中對無源光子二極體的飽和吸收」發表在《先進材料》雜誌上。研究顯示了MXene -富勒烯層狀結構的非線性光學特性是如何實現光整流的。這一過程類似於已經在電子器件中應用了幾十年的電流整流。與其他二維材料如石墨烯相比，MXene在機械穩定性方面具有優勢。

「MXene還不成熟，但已經引起了科學家們的極大關注，」Mochalin說。「當我們探索MXene的新合成路線，利用拉曼光譜和中子散射的振動特性來研究它們的基本物理和化學性質時，我們對MXenes的未來變得越來越興奮。為什麼?因為我們意識到，這個家族的材料將幫助我們應對重大的社會挑戰——從能源到醫療保健——並徹底改變我們的日常生活。」

在與國際學者的合作下，Mochalin研究小組在密蘇里科技大學領導了關於新型納米材料的合成、表徵、計算建模和開發的研究，如MXene和納米鑽石，用於儲能系統，複合材料和生物醫學應用。Mochalin接納了密蘇里科技化學專業的學生來加入研究，從熱情很高的本科生到博士後研究人員。他在納米鑽石、可生物降解複合材料和能量儲存領域獲得了6項發明專利。

原文來自nanowerk，原文標題：New MXene materials could capture wasted frictional energy from smartphones，由材料科技在線團隊翻譯整理

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