หมึก MXenes 2 มิติ: การสังเคราะห์คุณสมบัติและสารตั้งต้นของพวกเขา

Anupma Thakur, Srinivasa Kartik Nemani, Brian C. Wyatt, Babak Anasori

Department of Mechanical and Energy Engineering and Integrated Nanosystems Development Institute (INDI), Indiana University-Purdue University Indianapolis, Indianapolis, IN 46202

• ระยะ MXenes และ MAX
• หมึกที่ใช้ MXenes
• วัสดุ
  

ระยะ M Xenes และ MAX: กลุ่มวัสดุ 2 มิติและสารตั้งต้นที่หลากหลาย 

นับตั้งแต่การค้นพบในปีพ. ศ. 2011 2 มีการสำรวจคาร์ไบด์และไนไตรด์โลหะที่มีการเปลี่ยนผ่าน 1 มิติ (20D) ในการใช้งานต่างๆรวมถึงการจัดเก็บพลังงานการเร่งปฏิกิริยาการดูดซับ/การกรองแบบเลือกอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์การตรวจจับ การป้องกันสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI) เสาอากาศและการใช้งานทางชีวการแพทย์² ตระกูลวัสดุ 2 มิตินี้ได้รับการขยายอย่างต่อเนื่องโดยมีองค์ประกอบที่ได้จากการทดลองและการคำนวณที่แสดงให้เห็นถึงพฤติกรรมโครงสร้างและคุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์^2,3 MXenes ทำผ่านวิธีการสังเคราะห์แบบบนลงล่างโดยการแกะสลักแบบเลือกชั้นอะตอมบางอย่างของสารตั้งต้นของพวกเขาส่วนใหญ่เป็นเฟส MAX ระยะสูงสุดจะแสดงด้วยสูตรทางเคมี _Mn+1a_Xnซึ่ง M เป็นโลหะที่มีการเปลี่ยนเร็ว (สีเขียวในรูปที่ 1) A แสดงถึงองค์ประกอบกลุ่ม (สีแดงในรูปที่ 1 และ X แสดงถึงคาร์บอนหรือไนโตรเจน (สีเทาในรูปที่ 1 ระยะ 4 MAX เป็นชั้นคาร์ไบด์และไนไตรด์ที่สามารถใช้งานได้ด้วยส่วนประกอบบางอย่างที่ทนต่อการโจมตีทางเคมีและการเกิดออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูง^5,6,7 ความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชันด้วยขั้นตอน MAX ที่มีอลูมิเนียมเป็นกลุ่มเช่น Ti₂ALC และ Ti₃ALC₂เนื่องจากการก่อตัวของ Al₂O₃ เป็นระดับออกไซด์ป้องกันอันเป็นผลมาจากการแพร่กระจายของ Al ออกจากโครงสร้างเฟส MAX ที่อุณหภูมิสูง^8,9 รูปที่ 1 แสดงถึงองค์ประกอบที่ได้รับการรายงานในเคมีเฟส MAX lanthanides เป็นผลิตภัณฑ์ใหม่ล่าสุดของกลุ่มเฟส MAX ที่เปิดโอกาสให้เกิดการสังเคราะห์เฟส MAX แม่เหล็ก¹⁰

รูปที่ 1 องค์ประกอบที่รายงานในเคมีของเฟส MAX ในวรรณคดี M (สีเขียว) สอดคล้องกับโลหะที่มีการเปลี่ยนผ่านซึ่งอยู่ในไซต์ M ในโครงสร้าง A (สีแดง) หมายถึงเลเยอร์ A ในโครงสร้าง MAX ที่ต้องเลือกสลักเพื่อสังเคราะห์ MXenes X (ในสีเทาเข้ม) แสดงถึงคาร์บอนไนโตรเจนหรือองค์ประกอบที่ไม่ใช่โลหะหรือการรวมกันของทั้งสองส่วนที่อยู่ในส่วนย่อยที่ไม่ใช่โลหะ องค์ประกอบส่วนใหญ่ของเฟส MAX สามารถพบได้ใน ref4

ในโครงสร้างเลเยอร์ขั้นสูงสุด เลเยอร์ Mn +1 Xn จะถูกเชื่อมเข้ากับเลเยอร์ A พันธบัตร M-A อ่อนกว่าพันธบัตร M-X¹¹ การเชื่อมที่อ่อนแอนี้ช่วยให้สามารถแกะสลักเลเยอร์ A ได้โดยการทำลายพันธะ M-A ผ่านวิธีการแกะสลักโทโปเคมีเพื่อสังเคราะห์ MXenes เนื่องจาก MXenes ทำผ่านกระบวนการแกะสลักแบบเลือกส่วนบนสุด องค์ประกอบ Mn +1 Xn, ความบริสุทธิ์ของเฟส, สัณฐานวิทยาของเกล็ดและคุณสมบัติ MXene ขึ้นอยู่กับคุณภาพของเฟส MAX ของสารตั้งต้น รูปที่ 2 แสดงการสังเคราะห์ MXenes จากระยะ MAX ที่สอดคล้องกัน M₂AX (บางครั้งเรียกว่าสองหนึ่งหรือ 211 413 หนึ่ง), M 3 AX 2 (เรียกว่าสามหนึ่งสอง, 2) และ M 4 AX 3 (สี่หนึ่งสาม, 312 อะตอมสีแดงแสดงถึงชั้น A ที่ถูกกัดกรดที่มีส่วนผสมของฟลูออรีนเช่นกรดไฮโดรฟลูออริก (อะตอมฟลูออรีนจะแสดงเป็นสีเหลือง) หลังจากการกำจัดแบบเลือกของ A-layers ชั้นโลหะการเปลี่ยนแปลงด้านนอก (M) ใน _Mn+1Xn มักถูกยกเลิกโดย -F, -O, -Cl หรือ -(OH) ซึ่งแสดงเป็น _Tx ใน สูตร Mn +1 Xn Tx ของ MXenes¹¹ การปรากฏตัวของกลุ่มการทำงานเหล่านี้บนระนาบฐานของ MXENES (ชั้น M ที่สัมผัสด้านบนและด้านล่าง) ทำให้พวกเขามีความสามารถในการทำน้ำได้สูงและมีประจุลบสูง (~ -30 ถึง -60 mV) ในน้ำเช่นเดียวกับในตัวทำละลายโพรติกและโพรติกที่หลากหลาย¹²

รูปที่ 2 การกัดแบบเลือกของ A-layers จากโครงสร้าง MAX (A) เพื่อสร้าง MXene flakes (b), (c) องค์ประกอบของ M, a, X และ T ในระยะ MAX และ MXenes แถบแนวนอนบน Mn ระบุว่าเฟส MAX ที่มี Mn ได้รับการสังเคราะห์แล้วแต่ MXenes ที่มี Mn ยังไม่ได้รับการสังเคราะห์สำเร็จ M5AX4 และ MXene ที่เกี่ยวข้องไม่ได้แสดงให้เห็นเพื่อความเรียบง่าย

เส้นทางการกัดกรดแบบเปียกในสารละลายที่มีส่วนผสมของฟลูออไรด์เป็นวิธีที่ใช้มากที่สุดในการสังเคราะห์ MXenes สารละลายที่ใช้ในการกัดกรดมักเป็นกรดไฮโดรฟลูออริก (ความถี่ 5 ถึง 50 เปอร์เซ็นต์ของ HF) ซึ่งเป็นส่วนผสมของกรดไฮโดรคลอริก (HCl) และ HF และใน situ HF ที่เกิดขึ้นจากการผสมเกลือฟลูออไรด์ (เช่น LiF) กับ HCl วิธีการที่ปราศจาก HF เช่นเกลือหลอมเหลว (เช่น ZnCl_{2 NiCl2 CuCl2}SNF₂ KBr, CdBr₂ และ CdCl₂) เส้นทางการกัดด้วยไฟฟ้าและฮาโลเจนยังได้รับการสำรวจว่าเป็นวิธีการทางเลือกในการกัดเฟส MAX เพื่อสังเคราะห์ MXenes วิธีการเหล่านี้ยังสามารถให้การควบคุมองค์ประกอบการสิ้นสุดพื้นผิวเพิ่มองค์ประกอบใหม่เช่น T, และรูปแบบ MXenes ที่มีองค์ประกอบการสิ้นสุดพื้นผิวสม่ำเสมอ. ตัวอย่างเช่น MXENES ที่มีพื้นผิวสม่ำเสมอของ T, SE, Br หรือ I จะถูกระบุและรายงานโดยวิธีการเกลือหลอมเหลว^13,14 อย่างไรก็ตามวิธีการกัดน้ำจะใช้ในการทำโซลูชัน MXene คอลลอยด์ (MXene inks) ตามที่อธิบายไว้ในบทความนี้ ก่อนที่จะพูดคุยเกี่ยวกับหมึก MXene กระดาษนี้จะตรวจสอบ  ระยะ MAX ที่เลือกและ MXenes ที่สอดคล้องกันโดยสรุปคุณสมบัติของพวกเขาพร้อมกับแอปพลิเคชันบางอย่าง

TI₂ALC/Ti₃ALC₂ MAX phases และ Ti₂C_Tx และ Ti₃C_{2 Tx} MXenes

สารตั้งต้นสูงสุดของ MXenes Ti₂C_Tx และ Ti_{3 C2 Tx} ที่สำรวจกันอย่างแพร่หลายทั้งสองคือ Ti_{2 ALC}และ Ti₃ALC₂ ตามลำดับ^15,16 Ti₂ 2 ALC ประกอบด้วย Ti: Al: C ผสมในอัตราส่วน stoichiometric 1: 2 3 ในขณะที่ Ti 3 ALC 2 จะเกิดขึ้นเมื่อ Ti: Al: C มีอยู่ในอัตราส่วน 1: 1 ความเสถียรต่อการเกิดออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูง (≥ 1200°C) ของระยะ MAX เหล่านี้และการใช้งานที่เป็นไปได้เนื่องจากองค์ประกอบความร้อนได้รับการตรวจสอบแล้ว^8,9 สำหรับความต้านทานการเกิดออกซิเดชันTi 2 ALC ทำงานได้ดีกว่า Ti₃ALC₂ เนื่องจากปริมาณอลูมิเนียมที่สูงขึ้นในอดีตซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของระดับออกไซด์ป้องกันหนาแน่นของ Al₂O₃ แม้ก่อนที่จะค้นพบ MXenes การศึกษาที่อุณหภูมิสูงของเฟส MAX ระบุว่าการกำจัดองค์ประกอบ A จากโครงสร้าง MAX ทิ้งไว้ข้างหลังองค์ประกอบ MX

TI₃C_2Tx MXene เป็น MXene รายงานครั้งแรก (2011) และได้รับการสำรวจสำหรับการใช้งานต่างๆตั้งแต่การจัดเก็บพลังงาน, การเร่งปฏิกิริยา, EMI shielding ชีวการแพทย์, การผลิตสารเติมแต่ง, และการพิมพ์^1,3 Ti₃C_2Tx MXene ได้รับการใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นวัสดุอิเล็กโทรดในตัวเก็บประจุซุปเปอร์ที่มีการรายงานการนำไฟฟ้าสูงถึง 24,000 S/cm และความจุ 490 F g^-117,18 Ti₃C_2Tx MXene เป็นหนึ่งในวัสดุป้องกัน EMI ที่มีประสิทธิภาพสูงพร้อมการป้องกัน 100% สำหรับฟิล์มหนาประมาณ 99 นาโนเมตรและประสิทธิภาพการป้องกันที่ดีขึ้นสำหรับฟิล์มที่มีความหนา 55 ไมครอนและไม่กี่ µm^19,20 Ti₃C_2Tx ยังได้รับการศึกษาสำหรับการใช้งานทางกลและทางไตรวิทยา²¹ เนื่องจากความแข็งสูงในเครื่องบิน (330 GPA)²² ซึ่งเป็นหนึ่งในค่าที่รายงานสูงสุดสำหรับวัสดุ 2 มิติที่สามารถประมวลผลได้ด้วยโซลูชันที่สังเคราะห์ผ่านกระบวนการแบบบนลงล่าง

TI₂C_Tx MXene เป็น MXene ทินเนอร์ประกอบด้วยสองชั้น M กับชั้นคาร์บอนในระหว่าง, เมื่อเทียบกับหนา Ti₃C_2Tx ประกอบด้วยสามชั้นของ M และสองชั้นของอะตอมคาร์บอน. MXenes ทินเนอร์คาดว่าจะแสดงความจุของความหนาแน่นของความหนาแน่นของความหนาแน่นของความหนาแน่นของความหนาแน่นของความหนาแน่นของความหนาแน่นของความหนาแน่นของความหนาแน่นของความหนาแน่นของความหนาแน่นของความหนาแน่นของความหนาแน่นของความหนาแน่น²³ Ti₂C_Tx ยังได้รับการสำรวจในแบตเตอรี่ลิเธียมกำมะถันเป็นโฮสต์กำมะถันเพิ่มเสถียรภาพเนื่องจากการปฏิสัมพันธ์ที่แข็งแกร่งระหว่าง polysulfide และการสิ้นสุดพื้นผิวของ MXene²⁴ Ti₂C_Tx อย่างไรก็ตามเป็น MXene ที่มีเสถียรภาพน้อยกว่าเมื่อเทียบกับ Ti₃C_2Tx และมีความโน้มเอียงที่สูงขึ้นต่อการย่อยสลายในสื่อน้ำ²⁵ MXENES ทั้งสองรุ่นนี้มีความสามารถในการประมวลผลโซลูชันที่ยอดเยี่ยมการนำไฟฟ้าและอัตราส่วนภาพสูงช่วยให้สามารถสำรวจได้ว่าเป็นวัสดุ 2 มิติที่สามารถพิมพ์ได้^26,27

TI₃AlCN MAX และ Ti₃CN_Tx MXene

Ti₃AlCN เป็น Ti ที่มี M₃AX₂ MAX เฟสคล้ายกับ Ti_{3 ALC2} อย่างไรก็ตามในทางตรงกันข้ามกับ Ti₃ALC₂ ซึ่งเป็นคาร์ไบด์ Ti₃AlCN เป็นเฟส MAX ที่ผสมคาร์บอนและไนโตรเจนในไซต์ที่ไม่ใช่โลหะ (X)⁴ Ti₃AlCN แสดงให้เห็นถึงคุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์และทางกลที่ดีขึ้นเมื่อเทียบกับ Ti₂ALC และ Ti 3 ALC₂ โดยมีโมดูลัสของ Youngs สูงกว่า Ti_{3 ALC2 ประมาณ 11%}^28,29 โดยการแกะสลักแบบเลือกของชั้นอลูมิเนียม Ti₃CN_Tx MXene สามารถสังเคราะห์ได้³⁰ Ti₃CN_Tx ได้รับการสำรวจสำหรับการจัดเก็บพลังงานแสง 31,32 (เช่นในแบตเตอรี่นาไอออน),³³ การใช้งานเชิงกล 34 และตัวเร่งปฏิกิริยา³⁵ เมื่อเร็วๆนี้ Ti₃CN_Tx MXene ได้รับรายงานว่าเป็นวัสดุ 2 มิติที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดสำหรับการป้องกัน EMI โดยมีประสิทธิภาพในการป้องกัน EMI (EMI SE) 116 dB µm รับฟิล์มหนา 40 μ m หลังจากการหลอมที่อุณหภูมิ 350 º C ในสูญญากาศ³⁶ Ti₃CN_Tx เป็นหนึ่งใน MXenes สำรวจน้อยที่มีคำสั่งดอกเบี้ยติดตั้ง, กับประมาณ 16 การศึกษาที่ตีพิมพ์ตั้งแต่รายงานแรกใน 2012³⁰.  ประมาณร้อยละ 35 ของการศึกษาเหล่านี้เกิดขึ้นในปี 2022 (อิงจาก สถิติ Web of Science TM) ซึ่งชี้ให้เห็นถึงการมุ่งเน้นที่ Ti₃CN_Tx และคาร์บอไนทไรด์ MXenes โดยทั่วไป

TI₂AlN MAX และ Ti₂N MXene

อีกหนึ่งการสำรวจที่น้อยลง MAX,Ti 2 AlN, เป็นคู่ของเฟส Ti 2 ALC MAX ด้วยคาร์บอนแทนที่ด้วยไนโตรเจนในซับแบลททิซที่ไม่ใช่โลหะ การสังเคราะห์เฟส Ti 2 AlN MAX ต้องใช้ผงไนไตรด์ซึ่งแตกต่างจากเฟสคาร์ไบด์ที่แกรไฟต์สามารถใช้เป็นแหล่งสำหรับ carbo nin ผงผสมดิบที่ใช้สำหรับการเผาปฏิกิริยาของเฟส MAX ผงไนไตรด์สองประเภทถูกนำมาใช้ในส่วนผสมผงดิบสำหรับ Ti₂AlN การเผาปฏิกิริยา: 1) AlN หรือ 2 ดีบุก^16,37 Ti₂AlN คล้ายกับคู่ค้า MAX อื่นๆได้รับการสำรวจอย่างกว้างขวางว่าเป็นไนไตรด์ที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าทนต่อการเกิดออกซิเดชันและมีน้ำหนักเบา^38-40 การสังเคราะห์ Ti₂N_Tx จากระยะ MAX เป็นสิ่งที่ท้าทายเนื่องจากเส้นทางการกัด HF แบบเดิมจะเป็นอันตรายต่อความสมบูรณ์ของโครงสร้างของ MXene การปรากฏตัวของอิเล็กตรอนเพิ่มเติมกับ N เมื่อเทียบกับ C ในพื้นที่ที่ไม่ใช่โลหะ (X) ของเฟส MAX จะลดความเสถียร (ช่วงความเสถียรที่กำหนดอยู่ระหว่าง 3.6 - 4.5 อิเล็กตรอน/อะตอม) ซึ่งนำไปสู่ไนไตรด์ MXene ที่ไม่เสถียร¹¹ กระบวนการทางเลือกเช่นการสังเคราะห์เกลือหลอมเหลว⁴¹ และเส้นทางการกัดกรดอ่อน⁴² โดยใช้ KF-HCl ได้รับรายงานว่ามีประสิทธิภาพมากขึ้น TI₂N_Tx ยังไม่ได้รับการสำรวจอย่างเต็มศักยภาพด้วยความสนใจที่เพิ่มขึ้นสำหรับไฟฟ้าเคมี,⁴¹ แสง,⁴ 3 และกิจกรรมตัวเร่งปฏิกิริยา⁴⁴

NB₂ALC MAX และ NB₂C_Tx MXene

เฟส Ternary NB 2 ALC MAX ประกอบด้วยองค์ประกอบ NB-AL-C ที่ผสมในอัตราส่วน Stoichiometric 3: 1: 2 สังเคราะห์ผ่านการเผาปฏิกิริยาที่ 1600 ^ᵒC ภายใต้การไหลของอาร์กอนหรือในสูญญากาศ⁴⁵เฟส NB 2 ALC MAX ได้แสดงคุณสมบัติ paramagnetic ต่ำกว่า 5 MT และ MXene NB₂C_{Tx ที่สอดคล้องกัน} แสดงพฤติกรรม diamagnetic ที่มีการเปลี่ยนกลับเป็น paramagnetism ที่สนามแม่เหล็กสูงขึ้น⁴⁶ NB₂ALC สามารถแกะสลักผ่านเส้นทาง HF (1% HF) โดยปกติใน 50 วันแสดงให้เห็นถึงพลังงานการขัดผิวที่สูงขึ้นสำหรับ NB₂ALC เมื่อเทียบกับคู่สูงสุดที่มี Ti (Ti 2 ALC) ซึ่งมักจะถูกแกะสลักในหนึ่งวันที่ความเข้มข้น HF ต่ำกว่า⁴⁷ NB₂C_Tx ได้รับการศึกษาสำหรับการใช้งานการจัดเก็บพลังงานและ delaminated NB₂C_Tx MXene หมึกที่ได้จากเส้นทางเอมีนแสดงพฤติกรรมทางเคมีไฟฟ้าที่ดีขึ้นด้วยความจุย้อนกลับที่รายงาน 430 mAh g¹ หลังจาก 300 รอบ⁴⁸

เมื่อ NB₂ALC ถูกแกะสลักด้วยวิธีการหลอมละลายเกลือส่งผลให้เกิดการก่อตัวของ NB₂C_Tx ที่มีการสิ้นสุดพื้นผิวที่สม่ำเสมอเช่น NB₂CCL₂ นอกจากนี้ในการสิ้นสุดอย่างสม่ำเสมอ NB₂CCL₂การสิ้นสุด Cl สามารถแลกเปลี่ยนเป็นอะตอมอื่นๆเพื่อสร้าง MXene ที่สิ้นสุดอย่างสม่ำเสมอเช่น NB₂CS_{2 NB2 CSE, NB2}C (NH) และ NB_{2 COx} จากเหล่านี้ที่สิ้นสุดอย่างสม่ำเสมอ NB₂C_Tx,สามจะถูกระบุว่าเป็นตัวนำยิ่งยวดที่ _TC ~ 6.4 K (NB₂CS₂), _TC ~ 4.5 K (NB₂CSE), _TC ~ 7.1 K (NB₂C (NH))¹³ NB₂C_Tx MXene ได้รับการสำรวจสำหรับการใช้งานทางชีวการแพทย์ NB₂C_Tx MXene จุดควอนตัมได้รับการศึกษา ในร่างกาย สำหรับการถ่ายภาพเรืองแสงและการตรวจจับไอออนโลหะที่มีความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพและความเสถียรของแสง⁴⁹ NB₂C_Tx MXene ได้แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพในการกำจัดเนื้องอกผ่านเส้นทางการระเหยด้วยแสงในหน้าต่าง NIR-I และ NIR-II⁵⁰

NB₄ALC₃ MAX และ NB₄C_3Tx MXene

อีกขั้น MAX ternary ของ NB และ MXene ที่สอดคล้องกันคือ NB₄ALC₃ และ NB₄C_3Tx เฟส NB MAX ประกอบด้วย ชั้น M 4 C 3 ชั้นประกอบด้วยอะตอมไนโอเบียมสี่ชั้นสลับกันและอะตอมคาร์บอนสามชั้น^51,52 เฟส NB 4 ALC 3 MAX ได้รับการรายงานครั้งแรกในปี 2000⁵³ และ NB₄C_3Tx MXene ถูกแกะสลักและแยกตัวในปี 2014⁵¹ NB₄C_3Tx MXene แสดงประสิทธิภาพทางเคมีไฟฟ้าที่มีเสถียรภาพเป็นวัสดุอโนไดซ์ ที่มีความจุเฉพาะ 380 mA h g 1 ที่ความหนาแน่นปัจจุบัน 0.1 A g¹⁵⁴ NB₄C_3Tx ยังเป็นที่แข็งที่สุดรายงานการทดลอง MXene กับ moduli ยืดหยุ่นรายงานของ ~ 400 GPA และเป็นสูงสุดในบรรดาวัสดุ 2 มิติโซลูชันการประมวลผลทั้งหมด^21,55

MO₂TiAlC₂ MAX และ Mo₂TIC_2Tx

การค้นหา MXenes นวนิยายในทศวรรษที่ผ่านมาได้ขยายตระกูล MAX^4,56 ใน 2014 15 การค้นหาเส้นทางการสังเคราะห์ที่เป็นไปได้ของ MXenes Mo-based เผยให้เห็นครอบครัวใหม่ของ MXenes โลหะที่มีการสั่งซื้อสองครั้ง⁵⁷ Mo₂TIC_2Tx และ MAX phase Mo₂TiAlC₂ เป็นหนึ่งในเฟสที่ค้นพบในปี 2015 ซึ่งขณะนี้เป็นส่วนหนึ่งของกลุ่มผลิตภัณฑ์ย่อยขนาดใหญ่ที่ได้รับการสั่งซื้อชิ้นส่วนโลหะ MAX และ MXene ที่มีการสั่งซื้อในเครื่องบินและนอกเครื่องบินขององค์ประกอบ M^58,59 ใน โครงสร้าง Mo 2 TiAlC 2 สองชั้นของ Mo อะตอมแซนวิชชั้นของอะตอมไทเทเนียมที่มีอะตอมคาร์บอนครอบครองเว็บไซต์ octahedral ที่ไม่ใช่จิต⁶⁰ Mo₂TIC_2Tx MXene สามารถสังเคราะห์ผ่านการกัด HF ทั่วไป⁵⁷ และได้รับการตรวจสอบสำหรับการใช้งานเช่นการเร่งปฏิกิริยาด้วยไฟฟ้าปฏิกิริยาวิวัฒนาการของไฮโดรเจน (her) และอุปกรณ์จัดเก็บพลังงาน (supercapacitors แบตเตอรี่ฯลฯ)⁶¹ เนื่องจากระนาบฐานของ Mo₂TIC_2Tx มีการใช้งานเชิงเร่งปฏิกิริยาต่อเธอ^{62 มากขึ้น}Mo₂TIC_{2Tx จึง} แสดงให้เห็นถึงกิจกรรมของเธอที่มีศักยภาพสูงกว่าที่ต่ำกว่า (~ 248 mV ที่ 10 mA/cm 2) กว่าคู่ MXene ที่มี Ti ซึ่งมี Ti อยู่, Ti₃C_2Tx (~ 400 mV ที่ 10 mA/cm²)  นอกจากนี้กลุ่มการทำงานของพื้นผิว (เช่นไฮดรอกซิลออกซิเจนและฟลูออรีน) อาจทำให้ MXenes เป็นตัวเติมที่มีแนวโน้มสำหรับการสร้างเครือข่ายไฮดรอกซิลที่กว้างขวางในเยื่อโพลีเมอร์ที่เพิ่มการถ่ายโอนโปรตอนในเซลล์เชื้อเพลิงเมมเบรนที่ใช้โปรตอน (PEM-FC)^63,64 การใช้งานเหล่านี้สามารถได้รับประโยชน์จากการใช้ MXenes กับโลหะการเปลี่ยนแปลงหลักที่แตกต่างกัน

เนื่องจากวิธีการสังเคราะห์น้ำของ MXenes และศักยภาพ zeta เชิงลบของพวกเขาผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายมักจะอยู่ในรูปแบบของหมึกคอลลอยด์ที่มีเสถียรภาพ ดังนั้นหมึกที่ใช้ MXene จึงสามารถใช้ในเทคนิคการสะสมหมึกได้หลากหลายเช่นการพิมพ์ 2 มิติและ 3 มิติสเปรย์จุ่มและการเคลือบสปินและการปั๊ม เคมีพื้นผิวของ MXENES มีอิทธิพลต่อแรงที่น่าสนใจภายในการกระจายตัวและระหว่างของเหลวและพื้นผิว ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องเข้าใจเคมีพื้นผิว MXene และปฏิสัมพันธ์กับตัวทำละลายนี้เพื่อความเสถียรของหมึกและกระบวนการพิมพ์ สำหรับการใช้งานขนาดใหญ่จำเป็นต้องมีวิธีการผลิตและการพิมพ์ MXene ที่สามารถควบคุมและปรับขนาดได้ ในบทความสปอตไลท์ทางเทคนิคนี้เราครอบคลุมการเกิดขึ้นของหมึกที่ใช้ MXene, วิธีการพิมพ์และการสร้างรูปแบบของพวกเขาและการพัฒนาอุปกรณ์ที่มีความยืดหยุ่นเพื่อเปิดความเป็นไปได้ใหม่สำหรับการผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่สวมใส่ได้, การแสดง, ขั้วไฟฟ้า, เซ็นเซอร์ฯลฯ 

หมึก M Xenes

การพัฒนาอุปกรณ์ขั้นสูงและอุปกรณ์อัจฉริยะได้รับอิทธิพลจากการเพิ่มขึ้นของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถพิมพ์ได้และมีความยืดหยุ่นในปัจจุบัน เทคโนโลยีการพิมพ์เมื่อเทียบกับเทคนิคทั่วไปเช่นการสะสมสูญญากาศและ photolithography ถือศักยภาพมหาศาลในแง่ของการสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็วความยืดหยุ่นและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมสำหรับการผลิตขนาดใหญ่และราคาไม่แพงของอิเล็กทรอนิกส์ที่มีความยืดหยุ่น⁶⁵ ประโยชน์ของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถพิมพ์ได้ซึ่งหมายถึงการผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์โดยใช้เทคโนโลยีการพิมพ์ (เช่นการสร้างรูปแบบการพิมพ์อิงค์เจ็ทฯลฯ) ได้รับความสนใจอย่างมากเนื่องจากการพัฒนาวัสดุนาโน 2 มิติที่ผ่านการประมวลผลทางแก้ปัญหา การผสมผสานของวัสดุ 2 มิติและเทคโนโลยีการพิมพ์เริ่มขึ้นเมื่อทศวรรษที่ผ่านมาในปี 2012 เมื่อหมึกแกรฟีนตัวแรกถูกพิมพ์ด้วยอิงค์เจ็ทเพื่อสร้างทรานซิสเตอร์แบบฟิลด์เอฟเฟกต์เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ยืดหยุ่น⁶⁶

MXenes เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการพิมพ์และหมึกเคลือบลวดลายเนื่องจากลักษณะของน้ำและความคงตัวของคอลลอยด์ในการกระจายตัวของน้ำและอินทรีย์⁶⁷ 2 ตัวอย่างเช่น Ti 3 C 2 Tx MXene dispersions มีเสถียรภาพที่แข็งแกร่งในตัวทำละลายที่มีค่าคงที่ไตสูงและค่าพื้นผิวเชิงลบโดยธรรมชาติเช่นน้ำ, ISO-propanol (IPA) dimethyl sulfoxide (DMSO), N, N-dimethylformamide (DMF), N-methyl-5-pyrrolidone (NMP) โพรพิลีนคาร์บอเนต (PC) และเอทานอล (EtOH) โดยไม่จำเป็นต้องเพิ่มสารลดแรงตึงผิวหรือสารเติมแต่งใดๆ^12,68 การใช้ตัวทำละลายที่แตกต่างกันสามารถเปลี่ยนเคมีพื้นผิวของ MXenes ซึ่งจะส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของคุณสมบัติเช่นสัณฐานวิทยา, โรคไขข้อ, ความเข้มข้นและการนำไฟฟ้า ตัวอย่างเช่นการนำไฟฟ้าของ Ti₃C_2Tx MXene ลดลงจาก ~ 2500 S/cm เป็น ~ 333 S/cm เมื่อตัวทำละลายถูกเปลี่ยนจากน้ำเป็น DMF⁶⁹ ความเสถียรในการกระจายตัวสูงของหมึก MXene ที่ใช้น้ำก่อให้เกิดการพิมพ์ที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมโดยการกำจัดการใช้สารลดแรงตึงผิว นอกจากการนำไฟฟ้าแล้วคุณสมบัติอื่นๆเช่นความหนืดความเสถียรเชิงกลและคอลลอยด์ของหมึกที่ใช้ MXene ยังได้รับอิทธิพลอย่างมากจากการปรับขนาดเกล็ดข้อบกพร่องของพื้นผิวและเคมีพื้นผิวของ MXenes วิธีการประมวลผลต่างๆเช่น sonication, กวนอ่อนโยน/สั่นด้วยตนเองหรือ intercalation กับ cations, anions หรือโมเลกุลที่ได้รับการใช้ในการปรับแต่งเพิ่มเติมคุณภาพความสามารถในการปรับขนาดและลักษณะของหมึก MXene ตาม^70,71

รูปที่ 3 ภาพประกอบของขั้นตอนที่เกี่ยวข้องกับอุปกรณ์ที่ใช้หมึก MXene ที่พิมพ์/เคลือบ: (a) การสังเคราะห์ MXene, (b) การเตรียมหมึก MXene, (c) เทคนิคการพิมพ์และการเคลือบและ (d) การผลิตอุปกรณ์ที่พิมพ์

คุณภาพของหมึก MXene ขึ้นอยู่กับทุกขั้นตอนของการสังเคราะห์ MXene จากการเตรียมสารตั้งต้น MAX การแกะสลักแบบเลือกและการแยกตัวของ MXene ที่ถูกแกะสลักไปยังตัวเลือกของตัวทำละลาย, รีโอโลยี, ขนาดเกล็ดและเคมีพื้นผิว (รูปที่ 3) ในการสังเคราะห์สารตั้งต้นอนุภาค MAX ที่มีคุณภาพสูงและมีขนาดใหญ่ที่มีข้อบกพร่องน้อยที่สุดจะนำไปสู่ขนาดเกล็ด MXene ที่ใหญ่ขึ้นและมีความเสถียรต่อการเกิดออกซิเดชันสูงขึ้นและการนำไฟฟ้า^12,71,72 ประเภทของสารกัดกรดในการกัดกรดแบบเลือกเป็นผู้เล่นหลักอีกคนหนึ่งที่สามารถควบคุมขนาดเกล็ดเคมีพื้นผิวเกล็ดและคุณภาพ ตัวอย่างเช่นการกัดกรด HF และการกลั่น tetramethylammonium hydroxide (TMAOH) ทำให้เกิดเกล็ดขนาดเล็ก (~ ไม่กี่ร้อย nm) ที่มีข้อบกพร่องมากขึ้นและมีปริมาณฟลูออไรด์สูงกว่ากลุ่มการทำงานของพื้นผิวที่มีส่วนผสมของฟลูออไรด์ใน Ti 3 C 2 Tx ในขณะที่การกัดกรด HC-LIF และการกัดกรด HF-HCl ด้วยการแยกเป็นชั้นทำให้เกิดเกล็ดเดี่ยวที่มีขนาดด้านข้างมากขึ้น (~ 3-50 µm) และข้อบกพร่องน้อยลง^68,73

การใช้ intercalants เช่นโมเลกุลอินทรีย์และ cations ควบคุมระยะห่างระหว่างชั้นของอนุภาค MXene หลายชั้นและมีผลต่อกระบวนการ delamination ซึ่งในทางกลับกันจะกำหนดขนาดและคุณภาพของเกล็ด MXene ที่เกิดขึ้น ตัวอย่างเช่นการใช้ฐานอินทรีย์เช่น tetrabutylammonium hydroxide (TBAOH) และ tetramethylammonium hydroxide (TMAOH) นำไปสู่การแทรกแซงของ TMA⁺ และ TBA⁺ และระยะห่างระหว่างชั้นที่ใหญ่ขึ้น ในทางกลับกันเมื่อ ใช้โลหะเช่น Li +, Na + และ K + เป็น intercalants จะส่งผลให้มีระยะห่างระหว่างกันน้อยลงเนื่องจากรัศมีไอออนิกที่เล็กลง การแทรกสอดของไอออนเหล่านี้ยังช่วยเพิ่มการนำไฟฟ้าโดยการเพิ่มความหนาแน่นของตัวส่งใน MXenes

ยิ่งไปกว่านั้น, มันเป็นสิ่งจำเป็นที่จะทราบว่าการจัดเก็บข้อมูลของ MXenes มีบทบาทสำคัญในความมั่นคงของหมึก MXene. MXENES มีเสถียรภาพทางเคมีต่ำในสภาพแวดล้อมที่เป็นน้ำเนื่องจากมีแนวโน้มที่จะออกซิไดซ์และทำปฏิกิริยากับโมเลกุลของน้ำส่งผลให้โครงสร้างเสื่อมสภาพและลดการนำไฟฟ้า⁷⁴ ปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสและออกซิเดชันส่งผลต่อความเสถียรของ MXenes และมีแนวโน้มที่จะเริ่มต้นที่กลุ่มการทำงานของพื้นผิวจุดบกพร่องของโลหะการเปลี่ยนและขอบ^75,76 การย่อยสลายตามด้วยการเกิดออกซิเดชันของสารละลาย MXene คอลลอยด์ขึ้นอยู่กับขนาดเกล็ดอย่างมีนัยสำคัญโดยมีเกล็ดขนาดเล็กมีความเสถียรน้อยกว่า^25,77 ความไม่เสถียรที่เริ่มต้นจากขอบทำให้อัตราการย่อยสลายของเกล็ด MXene ขนาดเล็กเร็วขึ้น การแยกเกล็ด MXene ตามขนาดและใช้เกล็ดขนาดใหญ่เท่านั้นสามารถเพิ่มอายุการเก็บรักษาและปรับปรุงเสถียรภาพของสารละลาย MXenes การจัดเก็บ MXene ในตัวทำละลายอินทรีย์ส่งผลให้อัตราการเกิดออกซิเดชันช้าลงเมื่อเทียบกับน้ำแนะนำว่าการย่อยสลายเป็นเหตุผลหลักสำหรับการย่อยสลายของเกล็ด MXene¹² นอกจากนี้การเกิดออกซิเดชันของ MXenes สามารถบรรเทาได้โดยการแนะนำสารต้านอนุมูลอิสระเช่นแอนไอออน Ascorbate และ Polyphosphoric⁷⁸  การจัดเก็บสารละลายในน้ำ MXenes ในสภาวะที่เป็นน้ำแข็ง (-20°C หรือ -80 º C)  ขวดที่เติมอาร์กอน (5°C) หรือการฝังเกล็ด MXene ในพอลิเมอร์คอมโพสิตทำให้เกิดการเกิดออกซิเดชันช้าลง⁷⁷ วิธีการเหล่านี้พร้อมกับการตัดเย็บที่เหมาะสมขององค์ประกอบของเฟส MAX precursor ได้ปรับปรุงอายุการเก็บรักษาของ MXenes ตั้งแต่หนึ่งสัปดาห์ถึงหกเดือน^72,76 การเกิดออกซิเดชันของ MXenes ในรูปแบบแห้งเช่นฟิล์ม MXene อิสระจะช้ากว่าการกระจายตัวในน้ำ การหลอมความร้อนของฟิล์ม MXene อิสระภายใต้สภาพแวดล้อมอาร์กอนเฉื่อยทำให้เกิดการปรับเปลี่ยนพื้นผิวและการกำจัดสายพันธุ์ที่มีการแทรกซึมเช่นน้ำเพิ่มเสถียรภาพทางเคมีของฟิล์ม ดังนั้นฟิล์มที่ใช้ MXene และอุปกรณ์พิมพ์จึงมีความเสถียรสูงขึ้นเนื่องจากการปฏิสัมพันธ์ของโมเลกุลน้ำที่จำกัดหรือไม่มีจึงช่วยลดการย่อยสลายไฮโดรไลซิสของ MXenes⁷⁹ วิธีการเหล่านี้อาจใช้เพื่อปรับปรุงความเสถียรของหมึกที่ใช้ MXene

สำหรับการใช้งานการพิมพ์จำเป็นต้องพิมพ์หมึกที่ใช้ MXene ด้วยนาโนเมตรถึงความหนาของไมโครเมตรโดยใช้การกระจายตัวของคอลลอยด์ MXene รูปที่ 4 แสดงเทคโนโลยีการพิมพ์และการเคลือบจำนวนมากที่ได้รับการตรวจสอบสำหรับการพิมพ์หมึกที่ใช้ MXene กระบวนการพิมพ์และการสร้างลวดลายสามารถจัดประเภทได้ทั้งแบบดิจิตอล (เช่นการพิมพ์อิงค์เจ็ทการเคลือบลวดลายและการพิมพ์ 3 มิติ) หรือแบบไม่ใช่ดิจิตอล (เช่นการเขียนหมึกหน้าจอและการพิมพ์แบบถ่ายโอน) ขึ้นอยู่กับว่าใช้รูปแบบ/ลายฉลุ/แม่แบบสำหรับการพิมพ์หมึกที่ใช้ MXene หรือไม่⁸⁰ นอกเหนือจากขั้นตอนการพิมพ์แบบดั้งเดิมเหล่านี้แล้วยังมีเทคโนโลยีการเคลือบผิวที่หลากหลายรวมถึงการเคลือบก้าน Meyer, การเคลือบสเปรย์, การเคลือบสปิน, การเคลือบใบมีดหมอรวมถึงกลยุทธ์การสร้างรูปแบบรวมถึงการมาสก์และการสร้างลวดลายด้วยเลเซอร์ใช้สำหรับการกระจายตัวของคอลลอยด์ MXene แต่ละเทคนิคการพิมพ์เหล่านี้จำเป็นต้องมีคุณสมบัติของเหลวบางอย่างและแตกต่างกันในความละเอียดและความสามารถในการปรับขนาดที่พิมพ์ออกมา⁸¹ ถึงปัจจุบันการพิมพ์อิงค์เจ็ทการพิมพ์สกรีนและการพิมพ์ 3 มิติเป็นวิธีการสำคัญที่ใช้สำหรับการพิมพ์หมึก MXene⁸¹

รูปที่ 4 การเป็นตัวแทนของเทคนิคการพิมพ์และการเคลือบโดยใช้หมึกที่ใช้ MXene, (A) การเคลือบลวดลายของ MXene- หมึกบนกระจกและพื้นผิวอลูมินา (ทำซ้ำด้วย permission82), (b) การพิมพ์ 3 มิติของสถาปัตยกรรม (ทำซ้ำด้วยสิทธิ์ 83 1), (c) การพิมพ์หน้าจอของตัวเก็บประจุ MXene แบบยืดหยุ่น (ทำซ้ำด้วยสิทธิ์ 84), (D) การเขียนหมึกโดยใช้หมึก Ti3C2Tx MXene, (e) การถ่ายโอนการพิมพ์ของทรานซิสเตอร์สนามที่ใช้ MXene สำหรับการทำไบโอเซน (ทำซ้ำโดยได้รับอนุญาต 85 และ (f) การพิมพ์อิงค์เจ็ทของระบบแบบบูรณาการที่ใช้หมึก MXene (ทำซ้ำโดยได้รับอนุญาต 86 “Ti3C2Tx MXene”ที่ด้านล่างเป็นตัวอย่างที่เขียนด้วยลายมือด้วยหมึก MXene

ในฐานะที่เป็นกระบวนการพิมพ์แบบไม่สัมผัสดิจิตอลและความละเอียดสูงการพิมพ์อิงค์เจ็ทได้ถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางเพื่อสร้างอุปกรณ์ที่หลากหลายรวมถึงเซ็นเซอร์และอุปกรณ์จัดเก็บพลังงาน^87,88 ในการใช้งานหลายอย่างสำหรับการพิมพ์อิงค์เจ็ทไทเทเนียมคาร์ไบด์หมึกน้ำ MXene (Ti 3 C 2 Tx) 927430 ใช้กันอย่างแพร่หลาย กระบวนการสะสมดิจิตอลโดยไม่ต้องหน้ากากความสามารถในการพิมพ์บนพื้นผิวต่างๆ (ซิลิคอนโพลิเมอร์กระดาษฯลฯ) และความสะดวกในการที่อุปกรณ์ขนาดไมโครมิเตอร์สามารถประดิษฐ์เป็นประโยชน์ของการพิมพ์อิงค์เจ็ท MXene ในทางตรงกันข้ามกับการพิมพ์อิงค์เจ็ทการพิมพ์สกรีนจะเกี่ยวข้องกับการฝากหมึกที่มีความหนืดสูง MXene ลงบนพื้นผิวผ่านหน้าจอลายฉลุ การพิมพ์สกรีนขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางรีโอโลยีของหมึก MXene⁸⁹ และมีข้อดีของ (A) การพิมพ์แบบหนาที่มีอัตราส่วนภาพสูง (b) ต้นทุนการประมวลผลต่ำและ (c) การผลิตจำนวนมาก⁶⁷ นอกจากนี้วิธีการพิมพ์ 3 มิติยังช่วยให้สามารถผลิตโครงสร้าง 3 มิติที่ซับซ้อนแบบดิจิตอลได้อีกด้วย เมทริกซ์น้ำมันซิลิกอนที่มีความหนืดสูงถูกอัดขึ้นรูปโดยเครื่องพิมพ์ 3 มิติโดยใช้หมึก MXene ที่มีประจุลบที่มีอัตราการไหลที่ควบคุม⁹⁰ ดิน MXene หรือวางความเข้มข้นสูงนี้ใช้เป็นหลักสำหรับการพิมพ์ 3 มิติ เนื่องจากน้ำเป็นตัวทำละลายฐานในหมึก MXene เหล่านี้พวกเขาจะแห้งได้ง่ายและ  ทำให้การพิมพ์ 3 มิติเร็วขึ้น⁹¹ ประโยชน์ของหมึกที่ใช้ MXene สำหรับการพิมพ์ 3 มิติรวมถึง (a) การควบคุมความหนาและรูปทรงเรขาคณิตของรูปแบบการพิมพ์ที่ยอดเยี่ยม (b) ความยืดหยุ่นในการพิมพ์ที่ยอดเยี่ยม (c) ค่าใช้จ่ายที่มีประสิทธิภาพและ (d) เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม

เทคนิคการพิมพ์หมึก MXene เป็นกระบวนการที่ใช้พลังงานต่ำซึ่งสามารถป้องกันความเสียหายที่ไม่พึงประสงค์ในชั้น MXene และข้อบกพร่อง/รัฐที่เกิดขึ้นจากกระบวนการที่ใช้พลังงานสูงทั่วไปเช่นการระเหยและการสปัตเตอร์⁹² ข้อดีของการพิมพ์ MXene ช่วยในการตัดเย็บคุณสมบัติที่สำคัญเช่นความโปร่งใสควบคุมความต้านทานแผ่นระยะห่างระหว่างชั้นและเคมีพื้นผิวสำหรับการประยุกต์ใช้ที่มีศักยภาพในการใช้งานอิเล็กทรอนิกส์และออปโตอิเล็กทรอนิกส์  (เมื่อเร็วๆนี้เรียกว่า MXetronics)^93,92 ด้านการพิมพ์ของหมึก MXene แสดงให้เห็นถึงศักยภาพที่ดีเป็นวัสดุติดต่อไฟฟ้าและฟิลเลอร์นำไฟฟ้าสำหรับการผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ (เช่นทรานซิสเตอร์ฟิล์มบางทรานซิสเตอร์ผลฟิลด์อินเวอร์เตอร์เซมิคอนดักเตอร์ออกไซด์โลหะเสริมและเซ็นเซอร์ที่สวมใส่ได้)^94,95 เนื่องจากคุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์ของพวกเขารวมถึงพื้นที่ผิวขนาดใหญ่การนำไฟฟ้าสูงเคมีพื้นผิวที่ไม่สามารถและใช้งานได้และความเข้ากันได้ทางชีวภาพ MXenes ใช้ในการออกแบบไบโอเซนเซอร์ที่สามารถพิมพ์ได้ (เช่น dopamine, glucose, ascorbic acid, กรดยูริค) 96 เซ็นเซอร์ไฟฟ้าเคมี (เช่นฟีนอล, sulfadiazine, ตะกั่ว, แคดเมียม, ไฮดราซีน)⁹⁷เซ็นเซอร์ก๊าซ (เช่นอะซิโตนเอทานอล แอมโมเนียไนโตรเจนออกไซด์ซัลเฟอร์ไดออกไซด์)⁹⁸และเซ็นเซอร์ที่สวมใส่ได้ (เช่นการรับรู้การเคลื่อนไหวของมนุษย์ชีพจรการหายใจ)⁹⁹

อนาคตของหมึก M Xene

จนถึงปัจจุบันมีการใช้เทคนิคการพิมพ์เพียงไม่กี่อย่างในการฝากหรือหมึกพิมพ์แบบ MXene สำหรับการพัฒนาอุปกรณ์ที่สามารถพิมพ์ได้ แม้ว่าอุปกรณ์ที่รายงานบางอย่างจะแสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพที่แข็งแกร่งแต่ความพยายามส่วนใหญ่จะถูกจำกัดอยู่ที่กิจกรรมการวิจัยในห้องปฏิบัติการซึ่งจำเป็นต้องมีการขยายขนาดสำหรับการใช้งานในโลกแห่งความเป็นจริง จนถึงตอนนี้ความท้าทายหลักที่นำเสนอโดยการพิมพ์ MXene หมึกที่แม่นยำและวิธีการต่างๆคือ (a) สูตรของหมึก MXene และ (b) การเปลี่ยนแปลงของการระเหยของตัวทำละลาย ดังนั้นเทคนิคการพิมพ์หมึก MXene ที่ปรับขนาดได้จึงนำเสนอโอกาสใหม่ๆสำหรับการใช้งานในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และ MXetronics ที่ยืดหยุ่น หมึกที่ใช้ MXene ยังเป็นผู้สมัครที่น่าตื่นเต้นและน่าสนใจสำหรับการผลิตอุปกรณ์การทำงานเช่น supercapacitors แบตเตอรี่ทรานซิสเตอร์เซ็นเซอร์อัจฉริยะและตัวกระตุ้น 

อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับ การใช้งาน MXene ในวัสดุเรื่อง 15.1 และ R & D นิตยสารโลก.

ข้อมูลอ้างอิง

1 - 20

1. Naguib M, Kurtoglu M, Presser V, Lu J, Niu J, Heon M, Hultman L, Gogotsi Y, Barsoum MW. 2011. Two-Dimensional Nanocrystals Produced by Exfoliation of Ti3AlC2. Adv. Mater.. 23(37):4248-4253. https://doi.org/10.1002/adma.201102306

2. VahidMohammadi A, Rosen J, Gogotsi Y. 2021. The world of two-dimensional carbides and nitrides (MXenes). Science. 372(6547): https://doi.org/10.1126/science.abf1581

3. Gogotsi Y, Anasori B. 2019. The Rise of MXenes. ACS Nano. 13(8):8491-8494. https://doi.org/10.1021/acsnano.9b06394

4. Sokol M, Natu V, Kota S, Barsoum MW. 2019. On the Chemical Diversity of the MAX Phases. Trends in Chemistry. 1(2):210-223. https://doi.org/10.1016/j.trechm.2019.02.016

5. Radovic, M. & Barsoum, M. W. MAX phases: bridging the gap between metals and ceramics. American Ceramics Society Bulletin 92, 20-27 (2013).

6. Barsoum MW. 2000. The MN+1AXN phases: A new class of solids. Progress in Solid State Chemistry. 28(1-4):201-281. https://doi.org/10.1016/s0079-6786(00)00006-6

7. Barsoum MW, Radovic M. 2011. Elastic and Mechanical Properties of the MAX Phases. Annu. Rev. Mater. Res.. 41(1):195-227. https://doi.org/10.1146/annurev-matsci-062910-100448

8. Tallman DJ, Anasori B, Barsoum MW. 2013. A Critical Review of the Oxidation of Ti₂AlC, Ti₃AlC₂and Cr₂AlC in Air. Materials Research Letters. 1(3):115-125. https://doi.org/10.1080/21663831.2013.806364

9. Tao Q, Lu J, Dahlqvist M, Mockute A, Calder S, Petruhins A, Meshkian R, Rivin O, Potashnikov D, Caspi EN, et al. 2019. Atomically Layered and Ordered Rare-Earth i-MAX Phases: A New Class of Magnetic Quaternary Compounds. Chem. Mater.. 31(7):2476-2485. https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.8b05298

10. Lim KRG, Shekhirev M, Wyatt BC, Anasori B, Gogotsi Y, Seh ZW. Fundamentals of MXene synthesis. Nat. Synth. 1(8):601-614. https://doi.org/10.1038/s44160-022-00104-6

11. Maleski K, Mochalin VN, Gogotsi Y. 2017. Dispersions of Two-Dimensional Titanium Carbide MXene in Organic Solvents. Chem. Mater.. 29(4):1632-1640. https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.6b04830

12. Kamysbayev, V. et al. Covalent surface modifications and superconductivity of two-dimensional metal carbide MXenes. Science 369, 979-983 https://www.science.org/doi/full/10.1126/science.aba8311 .

13. Arole K, Blivin JW, Saha S, Holta DE, Zhao X, Sarmah A, Cao H, Radovic M, Lutkenhaus JL, Green MJ. 2021. Water-dispersible Ti3C2Tz MXene nanosheets by molten salt etching. iScience. 24(12):103403. https://doi.org/10.1016/j.isci.2021.103403

14. Tzenov NV, Barsoum MW. Synthesis and Characterization of Ti3AlC2. 83(4):825-832. https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.2000.tb01281.x

15. Barsoum MW, El-Raghy T, Ali M. 2000. Processing and characterization of Ti2AlC, Ti2AlN, and Ti2AlC0.5N0.5. Metall and Mat Trans A. 31(7):1857-1865. https://doi.org/10.1007/s11661-006-0243-3

16. Ahmed B, Anjum DH, Hedhili MN, Gogotsi Y, Alshareef HN. H₂O₂assisted room temperature oxidation of Ti₂C MXene for Li-ion battery anodes. Nanoscale. 8(14):7580-7587. https://doi.org/10.1039/c6nr00002a

17. Shayesteh Zeraati A, Mirkhani SA, Sun P, Naguib M, Braun PV, Sundararaj U. Improved synthesis of Ti₃C₂T_x MXenes resulting in exceptional electrical conductivity, high synthesis yield, and enhanced capacitance. Nanoscale. 13(6):3572-3580. https://doi.org/10.1039/d0nr06671k

18. Han M, Shuck CE, Rakhmanov R, Parchment D, Anasori B, Koo CM, Friedman G, Gogotsi Y. 2020. Beyond Ti₃C₂T_x: MXenes for Electromagnetic Interference Shielding. ACS Nano. 14(4):5008-5016. https://doi.org/10.1021/acsnano.0c01312

19. Yun T, Kim H, Iqbal A, Cho YS, Lee GS, Kim M, Kim SJ, Kim D, Gogotsi Y, Kim SO, et al. 2020. Electromagnetic Shielding of Monolayer MXene Assemblies. Adv. Mater.. 32(9):1906769. https://doi.org/10.1002/adma.201906769

21 - 40

21. Wyatt BC, Rosenkranz A, Anasori B. 2021. 2D MXenes: Tunable Mechanical and Tribological Properties. Adv. Mater.. 33(17):2007973. https://doi.org/10.1002/adma.202007973

22. Lipatov A, Lu H, Alhabeb M, Anasori B, Gruverman A, Gogotsi Y, Sinitskii A. 2018. Elastic properties of 2D Ti ₃ C ₂ T _x MXene monolayers and bilayers. Sci. Adv.. 4(6): https://doi.org/10.1126/sciadv.aat0491

23. Eames C, Islam MS. 2014. Ion Intercalation into Two-Dimensional Transition-Metal Carbides: Global Screening for New High-Capacity Battery Materials. J. Am. Chem. Soc.. 136(46):16270-16276. https://doi.org/10.1021/ja508154e

24. Anasori B, Lukatskaya MR, Gogotsi Y. 2017. 2D metal carbides and nitrides (MXenes) for energy storage. Nat Rev Mater. 2(2): https://doi.org/10.1038/natrevmats.2016.98

25. Huang S, Mochalin VN. 2019. Hydrolysis of 2D Transition-Metal Carbides (MXenes) in Colloidal Solutions. Inorg. Chem.. 58(3):1958-1966. https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.8b02890

26. Chen X, Yang R, Wu X. 2022. Printing of MXene-based materials and the applications: a state-of-the-art review. 2D Mater.. 9(4):042002. https://doi.org/10.1088/2053-1583/ac8009

27. Zhu Y, Wang S, Ma J, Das P, Zheng S, Wu Z. 2022. Recent status and future perspectives of 2D MXene for micro-supercapacitors and micro-batteries. Energy Storage Materials. 51500-526. https://doi.org/10.1016/j.ensm.2022.06.044

28. Radovic M, Ganguly A, Barsoum M. 2008. Elastic properties and phonon conductivities of Ti₃Al(C_0.5,N_0.5)₂ and Ti₂Al(C_0.5,N_0.5) solid solutions. J. Mater. Res.. 23(6):1517-1521. https://doi.org/10.1557/jmr.2008.0200

29. Qin X, Zhang P, Wang S, Du Y, Zhang Y, Sun Z. 2017. The influence of N content on structure, phase stability, elastic and electronic properties in Ti₃AlC_2?x N _x (x?=?0-2). Phys. Status Solidi B. 254(7):1700009. https://doi.org/10.1002/pssb.201700009

30. Naguib M, Mashtalir O, Carle J, Presser V, Lu J, Hultman L, Gogotsi Y, Barsoum MW. 2012. Two-Dimensional Transition Metal Carbides. ACS Nano. 6(2):1322-1331. https://doi.org/10.1021/nn204153h

31. Gao L, Chen H, Kuklin AV, Wageh S, Al-Ghamdi AA, Ågren H, Zhang H. 2022. Optical Properties of Few-Layer Ti₃CN MXene: From Experimental Observations to Theoretical Calculations. ACS Nano. 16(2):3059-3069. https://doi.org/10.1021/acsnano.1c10577

32. Wu Q, Jin X, Chen S, Jiang X, Hu Y, Jiang Q, Wu L, Li J, Zheng Z, Zhang M, et al. 2019. MXene-based saturable absorber for femtosecond mode-locked fiber lasers. Opt. Express. 27(7):10159. https://doi.org/10.1364/oe.27.010159

33. Zhu J, Wang M, Lyu M, Jiao Y, Du A, Luo B, Gentle I, Wang L. 2018. Two-Dimensional Titanium Carbonitride Mxene for High-Performance Sodium Ion Batteries. ACS Appl. Nano Mater.. 1(12):6854-6863. https://doi.org/10.1021/acsanm.8b01330

34. Hatter CB, Shah J, Anasori B, Gogotsi Y. 2020. Micromechanical response of two-dimensional transition metal carbonitride (MXene) reinforced epoxy composites. Composites Part B: Engineering. 182107603. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2019.107603

35. Tang Q, Xiong P, Wang H, Wu Z. 2022. Boosted CO2 photoreduction performance on Ru-Ti3CN MXene-TiO2 photocatalyst synthesized by non-HF Lewis acidic etching method. Journal of Colloid and Interface Science. 619179-187. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2022.03.137

36. Iqbal A, Shahzad F, Hantanasirisakul K, Kim M, Kwon J, Hong J, Kim H, Kim D, Gogotsi Y, Koo CM. 2020. Anomalous absorption of electromagnetic waves by 2D transition metal carbonitride Ti₃CNT_x (MXene). Science. 369(6502):446-450. https://doi.org/10.1126/science.aba7977

37. Kovalev DY, Luginina MA, Sytschev AE. 2017. Reaction synthesis of the Ti2AlN MAX-phase. Russ. J. Non-ferrous Metals. 58(3):303-307. https://doi.org/10.3103/s1067821217030087

38. Salvo C, Chicardi E, Hernández-Saz J, Aguilar C, Gnanaprakasam P, Mangalaraja R. 2021. Microstructure, electrical and mechanical properties of Ti2AlN MAX phase reinforced copper matrix composites processed by hot pressing. Materials Characterization. 171110812. https://doi.org/10.1016/j.matchar.2020.110812

39. Li J, Hu R, Zhou M, Gao Z, Wu Y, Luo X. 2021. High temperature micromechanical behavior of Ti2AlN particle reinforced TiAl based composites investigated by in-situ high-energy X-ray diffraction. Materials & Design. 212110225. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2021.110225

40. Scabarozi T, Ganguly A, Hettinger JD, Lofland SE, Amini S, Finkel P, El-Raghy T, Barsoum MW. 2008. Electronic and thermal properties of Ti[sub 3]Al(C[sub 0.5],N[sub 0.5])[sub 2], Ti[sub 2]Al(C[sub 0.5],N[sub 0.5]) and Ti[sub 2]AlN. J. Appl. Phys.. 104(7):073713. https://doi.org/10.1063/1.2979326

41 - 60

41. Djire A, Bos A, Liu J, Zhang H, Miller EM, Neale NR. 2019. Pseudocapacitive Storage in Nanolayered Ti₂NT_x MXene Using Mg-Ion Electrolyte. ACS Appl. Nano Mater.. 2(5):2785-2795. https://doi.org/10.1021/acsanm.9b00289

42. Soundiraraju B, George BK. 2017. Two-Dimensional Titanium Nitride (Ti₂N) MXene: Synthesis, Characterization, and Potential Application as Surface-Enhanced Raman Scattering Substrate. ACS Nano. 11(9):8892-8900. https://doi.org/10.1021/acsnano.7b03129

43. Akhtar S, Roy S, Tran TT, Singh J, Sharbirin AS, Kim J. Low Temperature Step Annealing Synthesis of the Ti2AlN MAX Phase to Fabricate MXene Quantum Dots. Applied Sciences. 12(9):4154. https://doi.org/10.3390/app12094154

44. Johnson D, Hunter B, Christie J, King C, Kelley E, Djire A. Ti2N nitride MXene evokes the Mars-van Krevelen mechanism to achieve high selectivity for nitrogen reduction reaction. Sci Rep. 12(1): https://doi.org/10.1038/s41598-021-04640-7

45. Naguib M, Halim J, Lu J, Cook KM, Hultman L, Gogotsi Y, Barsoum MW. 2013. New Two-Dimensional Niobium and Vanadium Carbides as Promising Materials for Li-Ion Batteries. J. Am. Chem. Soc.. 135(43):15966-15969. https://doi.org/10.1021/ja405735d

46. Din Babar ZU, Fatheema J, Arif N, Anwar MS, Gul S, Iqbal M, Rizwan S. Magnetic phase transition from paramagnetic in Nb₂AlC-MAX to superconductivity-like diamagnetic in Nb₂C-MXene: an experimental and computational analysis. RSC Adv.. 10(43):25669-25678. https://doi.org/10.1039/d0ra04568c

47. Lim KRG, Shekhirev M, Wyatt BC, Anasori B, Gogotsi Y, Seh ZW. Fundamentals of MXene synthesis. Nat. Synth. 1(8):601-614. https://doi.org/10.1038/s44160-022-00104-6

48. Mashtalir O, Lukatskaya MR, Zhao M, Barsoum MW, Gogotsi Y. 2015. Amine-Assisted Delamination of Nb₂C MXene for Li-Ion Energy Storage Devices. Adv. Mater.. 27(23):3501-3506. https://doi.org/10.1002/adma.201500604

49. Yang G, Zhao J, Yi S, Wan X, Tang J. 2020. Biodegradable and photostable Nb2C MXene quantum dots as promising nanofluorophores for metal ions sensing and fluorescence imaging. Sensors and Actuators B: Chemical. 309127735. https://doi.org/10.1016/j.snb.2020.127735

50. Lin H, Gao S, Dai C, Chen Y, Shi J. 2017. A Two-Dimensional Biodegradable Niobium Carbide (MXene) for Photothermal Tumor Eradication in NIR-I and NIR-II Biowindows. J. Am. Chem. Soc.. 139(45):16235-16247. https://doi.org/10.1021/jacs.7b07818

51. Ghidiu M, Naguib M, Shi C, Mashtalir O, Pan LM, Zhang B, Yang J, Gogotsi Y, Billinge SJL, Barsoum MW. Synthesis and characterization of two-dimensional Nb₄C₃ (MXene). Chem. Commun.. 50(67):9517-9520. https://doi.org/10.1039/c4cc03366c

52. Griffith KJ, Hope MA, Reeves PJ, Anayee M, Gogotsi Y, Grey CP. 2020. Bulk and Surface Chemistry of the Niobium MAX and MXene Phases from Multinuclear Solid-State NMR Spectroscopy. J. Am. Chem. Soc.. 142(44):18924-18935. https://doi.org/10.1021/jacs.0c09044

53. Hu C, Li F, Zhang J, Wang J, Wang J, Zhou Y. 2007. Nb4AlC3: A new compound belonging to the MAX phases. Scripta Materialia. 57(10):893-896. https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2007.07.038

54. Zhao S, Meng X, Zhu K, Du F, Chen G, Wei Y, Gogotsi Y, Gao Y. 2017. Li-ion uptake and increase in interlayer spacing of Nb4C3 MXene. Energy Storage Materials. 842-48. https://doi.org/10.1016/j.ensm.2017.03.012

55. Lipatov A, Alhabeb M, Lu H, Zhao S, Loes MJ, Vorobeva NS, Dall'Agnese Y, Gao Y, Gruverman A, Gogotsi Y, et al. 2020. Electrical and Elastic Properties of Individual Single?Layer Nb ₄ C ₃ T _x MXene Flakes. Adv. Electron. Mater.. 6(4):1901382. https://doi.org/10.1002/aelm.201901382

56. Du Z, Wu C, Chen Y, Zhu Q, Cui Y, Wang H, Zhang Y, Chen X, Shang J, Li B, et al. 2022. High?Entropy Carbonitride MAX Phases and Their Derivative MXenes. Advanced Energy Materials. 12(6):2103228. https://doi.org/10.1002/aenm.202103228

57. Anasori B, Halim J, Lu J, Voigt CA, Hultman L, Barsoum MW. 2015. Mo2TiAlC2: A new ordered layered ternary carbide. Scripta Materialia. 1015-7. https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2014.12.024

58. Anasori B, Xie Y, Beidaghi M, Lu J, Hosler BC, Hultman L, Kent PRC, Gogotsi Y, Barsoum MW. 2015. Two-Dimensional, Ordered, Double Transition Metals Carbides (MXenes). ACS Nano. 9(10):9507-9516. https://doi.org/10.1021/acsnano.5b03591

59. Hong W, Wyatt BC, Nemani SK, Anasori B. 2020. Double transition-metal MXenes: Atomistic design of two-dimensional carbides and nitrides. MRS Bull.. 45(10):850-861. https://doi.org/10.1557/mrs.2020.251

60. Anasori B, Dahlqvist M, Halim J, Moon EJ, Lu J, Hosler BC, Caspi EN, May SJ, Hultman L, Eklund P, et al. 2015. Experimental and theoretical characterization of ordered MAX phases Mo₂TiAlC₂ and Mo₂Ti₂AlC₃. Journal of Applied Physics. 118(9):094304. https://doi.org/10.1063/1.4929640

61 - 80

61. Maughan PA, Bouscarrat L, Seymour VR, Shao S, Haigh SJ, Dawson R, Tapia-Ruiz N, Bimbo N. Pillared Mo₂TiC₂ MXene for high-power and long-life lithium and sodium-ion batteries. Nanoscale Adv.. 3(11):3145-3158. https://doi.org/10.1039/d1na00081k

62. Handoko AD, Fredrickson KD, Anasori B, Convey KW, Johnson LR, Gogotsi Y, Vojvodic A, Seh ZW. 2018. Tuning the Basal Plane Functionalization of Two-Dimensional Metal Carbides (MXenes) To Control Hydrogen Evolution Activity. ACS Appl. Energy Mater.. 1(1):173-180. https://doi.org/10.1021/acsaem.7b00054

63. Fei M, Lin R, Deng Y, Xian H, Bian R, Zhang X, Cheng J, Xu C, Cai D. 2018. Polybenzimidazole/Mxene composite membranes for intermediate temperature polymer electrolyte membrane fuel cells. Nanotechnology. 29(3):035403. https://doi.org/10.1088/1361-6528/aa9ab0

64. Fan C, Zhang P, Wang R, Xu Y, Sun X, Zhang J, Cheng J, Xu C. 2021. Applications of Two Dimensional Material-MXene for Proton Exchange Membrane Fuel Cells (PEMFCs) and Water Electrolysis. CNANO. 17(1):2-13. https://doi.org/10.2174/1573413716999200614140513

65. Moses OA, Gao L, Zhao H, Wang Z, Lawan Adam M, Sun Z, Liu K, Wang J, Lu Y, Yin Z, et al. 2021. 2D materials inks toward smart flexible electronics. Materials Today. 50116-148. https://doi.org/10.1016/j.mattod.2021.08.010

66. Torrisi F, Hasan T, Wu W, Sun Z, Lombardo A, Kulmala TS, Hsieh G, Jung S, Bonaccorso F, Paul PJ, et al. 2012. Inkjet-Printed Graphene Electronics. ACS Nano. 6(4):2992-3006. https://doi.org/10.1021/nn2044609

67. Yu L, Fan Z, Shao Y, Tian Z, Sun J, Liu Z. 2019. Versatile N?Doped MXene Ink for Printed Electrochemical Energy Storage Application. Adv. Energy Mater.. 9(34):1901839. https://doi.org/10.1002/aenm.201901839

68. Abdolhosseinzadeh S, Jiang X, Zhang H, Qiu J, Zhang C(. 2021. Perspectives on solution processing of two-dimensional MXenes. Materials Today. 48214-240. https://doi.org/10.1016/j.mattod.2021.02.010

69. Zhang Q, Lai H, Fan R, Ji P, Fu X, Li H. 2021. High Concentration of Ti₃C₂T_x MXene in Organic Solvent. ACS Nano. 15(3):5249-5262. https://doi.org/10.1021/acsnano.0c10671

70. Chen Y, Li Y, Liu Y, Chen P, Zhang C, Qi H. 2021. Holocellulose Nanofibril-Assisted Intercalation and Stabilization of Ti₃C₂T_x MXene Inks for Multifunctional Sensing and EMI Shielding Applications. ACS Appl. Mater. Interfaces. 13(30):36221-36231. https://doi.org/10.1021/acsami.1c10583

71. Shekhirev M, Busa J, Shuck CE, Torres A, Bagheri S, Sinitskii A, Gogotsi Y. 2022. Ultralarge Flakes of Ti₃C₂T_x MXene via Soft Delamination. ACS Nano. 16(9):13695-13703. https://doi.org/10.1021/acsnano.2c04506

72. Mathis TS, Maleski K, Goad A, Sarycheva A, Anayee M, Foucher AC, Hantanasirisakul K, Shuck CE, Stach EA, Gogotsi Y. 2021. Modified MAX Phase Synthesis for Environmentally Stable and Highly Conductive Ti₃C₂ MXene. ACS Nano. 15(4):6420-6429. https://doi.org/10.1021/acsnano.0c08357

73. Lipatov A, Alhabeb M, Lukatskaya MR, Boson A, Gogotsi Y, Sinitskii A. 2016. Effect of Synthesis on Quality, Electronic Properties and Environmental Stability of Individual Monolayer Ti₃C₂MXene Flakes. Adv. Electron. Mater.. 2(12):1600255. https://doi.org/10.1002/aelm.201600255

74. Habib T, Zhao X, Shah SA, Chen Y, Sun W, An H, Lutkenhaus JL, Radovic M, Green MJ. 2019. Oxidation stability of Ti3C2Tx MXene nanosheets in solvents and composite films. npj 2D Mater Appl. 3(1): https://doi.org/10.1038/s41699-019-0089-3

75. Xia F, Lao J, Yu R, Sang X, Luo J, Li Y, Wu J. Ambient oxidation of Ti₃C₂ MXene initialized by atomic defects. Nanoscale. 11(48):23330-23337. https://doi.org/10.1039/c9nr07236e

76. Cao F, Zhang Y, Wang H, Khan K, Tareen AK, Qian W, Zhang H, Ågren H. 2022. Recent Advances in Oxidation Stable Chemistry of 2D MXenes. Advanced Materials. 34(13):2107554. https://doi.org/10.1002/adma.202107554

77. Zhang CJ, Pinilla S, McEvoy N, Cullen CP, Anasori B, Long E, Park S, Seral-Ascaso A, Shmeliov A, Krishnan D, et al. 2017. Oxidation Stability of Colloidal Two-Dimensional Titanium Carbides (MXenes). Chem. Mater.. 29(11):4848-4856. https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.7b00745

78. Zhao X, Vashisth A, Prehn E, Sun W, Shah SA, Habib T, Chen Y, Tan Z, Lutkenhaus JL, Radovic M, et al. 2019. Antioxidants Unlock Shelf-Stable Ti3C2T (MXene) Nanosheet Dispersions. Matter. 1(2):513-526. https://doi.org/10.1016/j.matt.2019.05.020

79. Zhao X, Holta DE, Tan Z, Oh J, Echols IJ, Anas M, Cao H, Lutkenhaus JL, Radovic M, Green MJ. 2020. Annealed Ti₃C₂T_z MXene Films for Oxidation-Resistant Functional Coatings. ACS Appl. Nano Mater.. 3(11):10578-10585. https://doi.org/10.1021/acsanm.0c02473

80. Azadmanjiri J, Reddy TN, Khezri B, D?kanovský L, Parameswaran AK, Pal B, Ashtiani S, Wei S, Sofer Z. Prospective advances in MXene inks: screen printable sediments for flexible micro-supercapacitor applications. J. Mater. Chem. A. 10(9):4533-4557. https://doi.org/10.1039/d1ta09334g

81 - 99

81. Zhang Y, Wang Y, Jiang Q, El?Demellawi JK, Kim H, Alshareef HN. 2020. MXene Printing and Patterned Coating for Device Applications. Adv. Mater.. 32(21):1908486. https://doi.org/10.1002/adma.201908486

82. Chaudhuri K, Alhabeb M, Wang Z, Shalaev VM, Gogotsi Y, Boltasseva A. 2018. Highly Broadband Absorber Using Plasmonic Titanium Carbide (MXene). ACS Photonics. 5(3):1115-1122. https://doi.org/10.1021/acsphotonics.7b01439

83. Li Y, Zhang D, Feng X, Liao Y, Wen Q, Xiang Q. Truncated octahedral bipyramidal TiO₂/MXene Ti₃C₂ hybrids with enhanced photocatalytic H₂ production activity. Nanoscale Adv.. 1(5):1812-1818. https://doi.org/10.1039/c9na00023b

84. Li H, Li X, Liang J, Chen Y. 2019. Hydrous RuO ₂ ?Decorated MXene Coordinating with Silver Nanowire Inks Enabling Fully Printed Micro?Supercapacitors with Extraordinary Volumetric Performance. Adv. Energy Mater.. 9(15):1803987. https://doi.org/10.1002/aenm.201803987

85. Xu B, Zhu M, Zhang W, Zhen X, Pei Z, Xue Q, Zhi C, Shi P. 2016. Ultrathin MXene-Micropattern-Based Field-Effect Transistor for Probing Neural Activity. Adv. Mater.. 28(17):3333-3339. https://doi.org/10.1002/adma.201504657

86. Ma J, Zheng S, Cao Y, Zhu Y, Das P, Wang H, Liu Y, Wang J, Chi L, Liu S(, et al. 2021. Aqueous MXene/PH1000 Hybrid Inks for Inkjet?Printing Micro?Supercapacitors with Unprecedented Volumetric Capacitance and Modular Self?Powered Microelectronics. Adv. Energy Mater.. 11(23):2100746. https://doi.org/10.1002/aenm.202100746

87. Zhang C, McKeon L, Kremer MP, Park S, Ronan O, Seral?Ascaso A, Barwich S, Coileáin CÓ, McEvoy N, Nerl HC, et al. 2019. Additive-free MXene inks and direct printing of micro-supercapacitors. Nat Commun. 10(1): https://doi.org/10.1038/s41467-019-09398-1

88. Nam S, Kim J, Oh S, Kim J, Ahn CW, Oh I. 2020. Ti₃C₂T_x MXene for wearable energy devices: Supercapacitors and triboelectric nanogenerators. APL Materials. 8(11):110701. https://doi.org/10.1063/5.0028628

89. Xu, S. et al. Screen-printable microscale hybrid device based on MXene and layered double hydroxide electrodes for powering force sensors. Nano Energy 50, 479-488 https://doi.org/0.1016/j.nanoen.2018.05.064 (2018).

90. Orangi J, Hamade F, Davis VA, Beidaghi M. 2020. 3D Printing of Additive-Free 2D Ti₃C₂T_x (MXene) Ink for Fabrication of Micro-Supercapacitors with Ultra-High Energy Densities. ACS Nano. 14(1):640-650. https://doi.org/10.1021/acsnano.9b07325

91. Rastin H, Zhang B, Mazinani A, Hassan K, Bi J, Tung TT, Losic D. 3D bioprinting of cell-laden electroconductive MXene nanocomposite bioinks. Nanoscale. 12(30):16069-16080. https://doi.org/10.1039/d0nr02581j

92. Kim H, Wang Z, Alshareef HN. 2019. MXetronics: Electronic and photonic applications of MXenes. Nano Energy. 60179-197. https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2019.03.020

93. Kim H, Alshareef HN. 2020. MXetronics: MXene-Enabled Electronic and Photonic Devices. ACS Materials Lett.. 2(1):55-70. https://doi.org/10.1021/acsmaterialslett.9b00419

94. Wang Z, Kim H, Alshareef HN. 2018. Oxide Thin-Film Electronics using All-MXene Electrical Contacts. Adv. Mater.. 30(15):1706656. https://doi.org/10.1002/adma.201706656

95. Xin M, Li J, Ma Z, Pan L, Shi Y. MXenes and Their Applications in Wearable Sensors. Front. Chem.. 8 https://doi.org/10.3389/fchem.2020.00297

96. Sinha A, Dhanjai, Zhao H, Huang Y, Lu X, Chen J, Jain R. 2018. MXene: An emerging material for sensing and biosensing. TrAC Trends in Analytical Chemistry. 105424-435. https://doi.org/10.1016/j.trac.2018.05.021

97. Wu X, Ma P, Sun Y, Du F, Song D, Xu G. 2021. Application of MXene in Electrochemical Sensors: A Review. Electroanalysis. 33(8):1827-1851. https://doi.org/10.1002/elan.202100192

98. Mehdi Aghaei S, Aasi A, Panchapakesan B. 2021. Experimental and Theoretical Advances in MXene-Based Gas Sensors. ACS Omega. 6(4):2450-2461. https://doi.org/10.1021/acsomega.0c05766

99. Luo Y, Que W, Bin X, Xia C, Kong B, Gao B, Kong LB. 2022. Flexible MXene?Based Composite Films: Synthesis, Modification, and Applications as Electrodes of Supercapacitors. Small. 18(27):2201290. https://doi.org/10.1002/smll.202201290