p Uma nova descoberta sobre a química fundamental de materiais bidimensionais, chamada MXenes, mudará a maneira como os pesquisadores trabalham com eles, e abrir novas áreas de aplicações, de acordo com pesquisadores do Missouri S&T. p MXenes são cerâmicas que constituem uma das maiores famílias de materiais condutores 2-D. Sua condutividade os torna candidatos para uso em armazenamento de energia, de detecção, e optoeletrônica. De acordo com o portal de informações de nanociências Nanowerk, o que torna MXenes tão interessante é que os materiais poderiam consistir em qualquer um dos milhões de arranjos possíveis de metais de transição (como molibdênio ou titânio), carbono e nitrogênio.

p Fora dessa miríade de arranjos potenciais, apenas algumas dezenas foram sintetizadas até agora. Isso ocorre principalmente porque o número de abordagens sintéticas para MXenes é limitado pela falta de compreensão das propriedades químicas dos materiais, diz o Dr. Vadym Mochalin, professor associado de química no Missouri S&T.

p Mochalin e Shuohan Huang, um estudante de doutorado em química no grupo de Mochalin no Missouri S&T, são os primeiros a documentar os produtos gasosos das reações de MXenes em ambientes aquosos.

p "Nossas descobertas experimentais abrem uma nova área da química de carbonetos e carbonitretos de metais de transição 2-D, "diz Mochalin." Ao mostrar o quão significativamente diferente a química dos MXenes pode ser comparada a seus análogos em massa, nós fornecemos informações essenciais para pesquisadores que irão agora projetar sua síntese MXene, estratégias de armazenamento e processamento de forma diferente. "

p Mochalin diz que o conhecimento de como os MXenes interagem com a água é uma de suas propriedades químicas fundamentais. É importante entender nos aplicativos, especialmente em catálise e detecção, onde os materiais terão exposição ambiental, ele adiciona.

p "Livros didáticos de química inorgânica ensinam que carbonetos de metais de transição podem manter a exposição à água, bem como ácidos ou bases aquosas, sem uma reação em condições ambientais e geralmente são bons exemplos de materiais quimicamente estáveis ​​- o que ainda é válido para carbonetos a granel, "diz Huang." Mas desde que MXenes se tornou disponível em 2011, pesquisadores aplicaram a mesma hipótese às formas 2-D desses carbonetos, que agora sabemos não é mais verdade. "

p Os pesquisadores usaram a espectroscopia Raman e a cromatografia gasosa pela primeira vez para analisar a composição dos gases desenvolvidos nas reações de MXene com água. Suas descobertas são publicadas no jornal ACS Nano em um artigo intitulado "Compreendendo a química de carbonitretos e carbonitretos de metal de transição bidimensional (MXenes) com análise de gás."