p Pesquisadores do Missouri S&T descobriram uma nova maneira de aproveitar o potencial de um tipo de filmes finos de MXene oxidados espontaneamente, para criar nanocompósitos que pudessem sentir tanto a luz quanto o ambiente. Anteriormente, essa oxidação espontânea foi considerada prejudicial porque degrada a estrutura do MXene. A pesquisa foi publicada na edição de junho de 2018 da ACS Nano , um dos mais bem avaliados do Google Scholar, revistas científicas revisadas por pares. p "Agora, demonstramos que a oxidação espontânea parcial de MXenes em óxido de titânio que está integrado com os flocos de MXene, pode ser aproveitado para fabricar de forma barata nanocompósitos de MXene-titânia úteis, "diz o Dr. Vadym Mochalin, professor associado de química da Universidade de Ciência e Tecnologia do Missouri e investigador principal da pesquisa.

p "Com o aumento exponencial da pesquisa de MXenes nos últimos anos, descobertas conceituais estão se tornando menos frequentes, "diz Mochalin." Paralelamente, pesquisadores se aprofundam nas propriedades fundamentais de MXenes, em particular, a complicada química desses materiais. "

p MXenes são compostos inorgânicos bidimensionais que consistem em camadas de carbonetos e nitretos de metal com espessura de alguns átomos que possuem alta condutividade elétrica junto com hidrofilicidade, propriedades ópticas não lineares e eletrônicas ajustáveis. Como condutores metálicos, eles não devem produzir uma fotocorrente dentro do material quando exposto à luz, assim como os semicondutores típicos, como o silício.

p Contudo, em seu jornal de junho, "Environment-Sensitive Photoresponse of Sponttically Parcialmente Oxidized Ti3C2 MXene Thin Films", com coautoria de Mochalin e Dr. Sergii Chertopalov, um pesquisador de pós-doutorado no grupo de Mochalin, os autores mediram uma fotocorrente através das amostras quando os filmes finos de Ti3C2 MXene parcialmente oxidados foram irradiados com luz ultravioleta (UV).

p "Cientistas de materiais sabem que o óxido de titânio é um material semicondutor fotorresponsivo para muitas aplicações, incluindo fotocatálise, remediação e detecção do ambiente, mas sua fabricação na forma de nanocristais ou nanofilmes é cara, "diz Chertopalov." A oxidação espontânea agora é demonstrada como um simples, método barato para fabricar filmes nanocompósitos transparentes semicondutores MXene para aplicações em fotodetectores UV, fotoresistores, sensores, e outros dispositivos cuja resistividade elétrica responde à radiação ultravioleta e muda dependendo das moléculas presentes no ambiente. "

p "Quando exposto ao ar ambiente, contendo oxigênio e vapor de água atmosférico, a oxidação espontânea dos MXenes à base de titânio faz com que o óxido de titânio se forme na superfície do MXene. A diferença que nossa pesquisa estabelece, é que descobrimos que esses filmes finos parcialmente oxidados responderam significativamente à luz UV, e sua fotorresposta depende fortemente da atmosfera à qual estão expostos. Essa descoberta abre a porta para muitas novas aplicações de MXenes, "conclui Mochalin.

p Desde a descoberta de MXenes em 2011, Mochalin pesquisou extensivamente os materiais, especialmente suas propriedades químicas e físicas. Além de MXenes e outros materiais 2-D, Mochalin também trabalha com nanodiamantes em ambientes interdisciplinares no Missouri S&T e colabora extensivamente com pesquisadores internacionais e empresas que buscam ativamente pesquisa e desenvolvimento de MXenes.

p Mochalin e Chertopalov planejam apresentar os resultados do artigo de junho na próxima química, nanotecnologia, e conferências de materiais. A pesquisa foi parcialmente financiada por uma bolsa inicial da Universidade de Ciência e Tecnologia de Missouri.