Dalam sebuah studi inovatif yang dilaporkan pada 28 Maret 2025, dalam jurnal sintesis Nature yang bergengsi, para peneliti mencapai terobosan yang signifikan di bidang ilmu material. Dengan menggunakan teknik etsa yang tepat dipandu oleh perhitungan teoretis, mereka berhasil memperoleh W2TIC2TX MXENE yang dipesan secara atom, sebuah bahan dua dimensi yang baru. Prestasi ini merevolusi tantangan yang terkait dengan delaminasi interlayer, membuka jalan bagi aplikasi inovatif bubuk MXENE di berbagai bidang, terutama dalam produksi hidrogen melalui elektrolisis air.
Metode sintesis inovatif:
Dengan menggunakan perhitungan teori fungsional kepadatan (DFT), para peneliti mengeksplorasi kelayakan lapisan tungsten etsa di (W, Ti) senyawa 4C4₋Y. Mereka menemukan bahwa kelebihan doping aluminium (prekursor 2al) membantu mengurangi pengotor oksigen dan memfasilitasi etsa selektif. Melalui etsa selektif dari lapisan tungsten terikat kovalen dari prekursor karbida non-max (W, Ti) 4C4-y menggunakan HCL-LIF, mereka berhasil mensintesis logam transisi bimetalik yang dipesan MXENE (W2TIC2TX).
Kinerja reaksi evolusi hidrogen yang luar biasa:
W2TIC2TX MXENE yang didelaminasi menunjukkan kinerjanya yang luar biasa, dengan potensi overpotensial hanya 144mV pada kepadatan saat ini 10mA cm-2, melampaui W1.33CTX MXENE yang ada. Perhitungan DFT menunjukkan bahwa energi bebas adsorpsi hidrogen pada permukaan campuran tungsten-titanium (situs koordinasi W-TI3) mendekati netralitas termal (ΔGAD = -0.37EV), mengungguli permukaan tungsten murni (ΔGAD = -1.79EV).
Sifat Bahan Serbaguna:
Selain itu, bahan ini menawarkan konduktivitas listrik suhu kamar tinggi dari 427 SCM-1, mengikuti model variabel range hopping (VRH), yang menunjukkan transportasi elektron interlayer dominan. Ini menunjukkan perilaku penyerapan jenuh di bawah iradiasi laser femtosecond 800nm, menyoroti nilai potensial dalam aplikasi fotonik dan laser. Konduktivitas tinggi dan stabilitas bahan ini menjadikannya kandidat yang menjanjikan untuk berbagai teknologi optoelektronik dan laser.
Studi ini menerobos paradigma sintesis tradisional MXENE dan memberikan ide -ide baru untuk membangun katalisnya yang efisien dan bahan -bahan 2D baru.
Nama Sastra: Sintesis Tungsten Mxene 2D untuk Elektrokatalisis
