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微波合成MXene的速度比传统方法快25倍,同时能耗减少75%

本站发布时间:2025-04-19 16:04:54

MXene是一种轻质的二维(2D)材料,能够保护所有东西——包括航天器、机械部件,甚至可能是人——免受有害辐射。由于传统的合成需要多步过程,可能需要长达40小时,因此很难生产MXene

通过引入快速单步微波合成方法,研究人员Reeja Jayan将MXene的生产时间缩短到90分钟,能耗降低了75%

卡内基梅隆大学机械工程教授Jayan说:“我们的工作对全球化学品生产具有影响,因为近三分之一的温室气体排放来自化学品制造和生产。”

这项发表在《半导体加工材料科学》上的研究还展示了定制MXene成分以改变材料可以保护的辐射类型的独特能力。迄今为止,该团队已经在X波段(8.0-12.0 GHZ的无线电频率)测试了他们的材料,但为了防止外层空间的电子材料,还需要进行更多的宇宙辐射测试

信贷:卡内基梅隆大学机械工程

“我们假设,由于我们加快了这一过程,我们将失去一些屏蔽性能作为回报,”Jayan说。“我们惊喜地发现,尽管存在细微的结构差异,但我们没有在实验室规模上看到任何屏蔽效率的权衡。”

展望未来,Jayan将在更大的规模上测试她的合成过程。她的团队将与一家航空航天材料制造商合作,将MXene集成到用于辐射测试的测试面板中

“我们开发了一种低碳工艺,大大节省了能源。如果现在能够比以往任何时候都更大规模地推广,我们将产生急需的重大环境影响。”

More information: H. Renuka et al, Energy-efficient synthesis of Ti3C2Tx MXene for electromagnetic shielding, Materials Science in Semiconductor Processing (2024). DOI: 10.1016/j.mssp.2024.108966

Provided by Carnegie Mellon University Mechanical Engineering

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