p Pela primeira vez, uma equipe de pesquisadores, da School of Materials e do National Graphene Institute da University of Manchester formularam tintas usando o material 2-D MXene, para produzir eletrodos interdigitados impressos em 3-D. p Conforme publicado em Materiais avançados , essas tintas têm sido usadas para eletrodos de impressão 3-D que podem ser usados ​​em dispositivos de armazenamento de energia, como supercondensadores.

p MXene, um material bidimensional "parecido com argila" composto de metais de transição iniciais (como titânio) e átomos de carbono, foi desenvolvido pela primeira vez pela Drexel University. Contudo, ao contrário da maioria das argilas, MXene mostra alta condutividade elétrica após a secagem e é hidrofílico, permitindo que sejam facilmente dispersos em suspensões aquosas e tintas.

p O grafeno foi o primeiro material bidimensional do mundo, mais condutivo do que cobre, muito mais vezes mais forte que o aço, flexível, transparente e um milhão de vezes mais fino que o diâmetro de um fio de cabelo humano.

p Desde o seu isolamento, o grafeno abriu as portas para a exploração de outros materiais bidimensionais, cada um com uma gama de propriedades diferentes. Contudo, para fazer uso dessas propriedades exclusivas, Os materiais 2-D precisam ser integrados de forma eficiente em dispositivos e estruturas. A abordagem de fabricação e as formulações de materiais são essenciais para perceber isso.

p A Dra. Suelen Barg, que liderou a equipe, disse:"Demonstramos que grandes flocos de MXene medindo alguns átomos de espessura, e a água pode ser usada independentemente para formular tintas com comportamento viscoelástico muito específico para impressão. Essas tintas podem ser impressas diretamente em 3-D em arquiteturas independentes com mais de 20 camadas de altura. Devido à excelente condutividade elétrica do MXene, podemos empregar nossas tintas para imprimir diretamente em 3-D supercapacitores sem coletores atuais. As propriedades reológicas únicas combinadas com a sustentabilidade da abordagem abrem muitas oportunidades para explorar, especialmente em armazenamento de energia e aplicações que requerem as propriedades funcionais do 2-D MXene em arquiteturas 3-D personalizadas. "

p Wenji e Jae, Ph.D. alunos do Laboratório Nano3D da Universidade, disse:"A manufatura aditiva oferece um método possível de construção personalizada, dispositivos de energia multi-materiais, demonstrando a capacidade de capturar o potencial do MXene para uso em aplicações de energia. Esperamos que esta pesquisa abra caminhos para desbloquear totalmente o potencial do MXene para uso neste campo. "

p "As propriedades reológicas únicas combinadas com a sustentabilidade da abordagem abrem muitas oportunidades para explorar, especialmente em armazenamento de energia e aplicações que requerem as propriedades funcionais de 2-D MXene em arquiteturas 3-D personalizadas, "disse a Dra. Suelen Barg, Escola de Materiais.

p O desempenho e a aplicação desses dispositivos dependem cada vez mais do desenvolvimento e da fabricação escalonável de materiais inovadores para aprimorar seu desempenho.

p Supercapacitores são dispositivos capazes de produzir grandes quantidades de energia enquanto usam muito menos energia do que os dispositivos convencionais. Muito trabalho foi realizado sobre o uso de materiais 2-D nesses tipos de dispositivos devido à sua excelente condutividade, além de ter o potencial de reduzir o peso do dispositivo.

p Os usos potenciais para esses dispositivos são para a indústria automotiva, como em carros elétricos, bem como em telefones celulares e outros eletrônicos.