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(noticias nanowerkDesarrollado en 2011, MXene es un nanomaterial bidimensional con capas alternas de metal y carbono que tiene una alta conductividad eléctrica y puede combinarse con varios compuestos metálicos, lo que lo convierte en un material que puede usarse en diversas industrias como semiconductores y dispositivos electrónicos y sensores. .
Para utilizar MXene correctamente, es importante conocer el tipo y la cantidad de moléculas cubiertas en la superficie. Si las moléculas cubiertas en la superficie son de flúor, la conductividad eléctrica disminuye y la eficiencia de protección de las ondas electromagnéticas disminuye. Sin embargo, debido a que sólo tiene 1 nm (nanómetro, milmillonésima parte de un metro) de espesor, se necesitan varios días para analizar las moléculas en la superficie, incluso con un microscopio electrónico de alta potencia, lo que hace que la producción en masa antes fuera imposible.
El equipo de investigación dirigido por Seung-Cheol Lee, director del Centro de Ciencia y Tecnología Indocoreana (IKST) del Instituto Coreano de Ciencia y Tecnología (KIST), ha desarrollado un método para predecir la distribución de moléculas en la superficie que permite la magnetorresistencia. propiedad de MXene. Mediante el uso de este método, es posible medir la distribución molecular de MXene con una simple medición, permitiendo así el control de calidad en el proceso de producción, lo que se espera que allane el camino hacia la producción en masa, que antes no era posible.
El estudio fue publicado en Nanoescala (“¿Pueden las propiedades de transporte magnético proporcionar información sobre los grupos funcionales de los MXenes semiconductores?”).
El equipo de investigación desarrolló un programa de predicción de propiedades de materiales bidimensional basado en la idea de que la conductividad eléctrica o las propiedades magnéticas cambian dependiendo de las moléculas adheridas a la superficie. Como resultado, calcularon las propiedades de transporte magnético de MXene y pudieron analizar el tipo y la cantidad de moléculas adsorbidas en la superficie de MXene a presión atmosférica y temperatura ambiente sin equipo adicional.
Al analizar la superficie del MXene con el programa de predicción de propiedades desarrollado, se predijo que el factor de dispersión Hall que afecta el transporte magnético cambia dramáticamente dependiendo del tipo de moléculas de la superficie. El factor de dispersión Hall es una constante física que describe las propiedades portadoras de carga de los materiales semiconductores, y el equipo descubrió que incluso al fabricar el mismo MXene, el factor de dispersión Hall tenía un valor de 2,49, el más alto para el flúor y 0,5 para el oxígeno y 1 para hidróxido para poder analizar la distribución de las moléculas.
El coeficiente de dispersión Hall tiene varias aplicaciones basadas en el valor 1. Si el valor es inferior a 1 se puede aplicar a transistores de alta potencia, generadores de alta frecuencia, sensores y fotodetectores de alto rendimiento, y si el valor es inferior a 1 y superior a 1 se puede aplicar a materiales termoeléctricos. y sensores magnéticos. Teniendo en cuenta que el tamaño del Maxin es de sólo unos pocos nanómetros o menos, el tamaño del dispositivo aplicable y la cantidad de energía requerida se pueden reducir drásticamente.
«A diferencia de estudios anteriores que se centraron en la producción y las propiedades del MXene puro, este estudio es importante porque proporciona un nuevo método de análisis molecular de superficie para clasificar fácilmente el MXene producido», dijo Seung-Cheol Lee, director de IKIST. «Al combinar este resultado con estudios experimentales, esperamos poder controlar el proceso de producción de MXene, que se utilizará para producir MXene en masa con una calidad constante».
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