此外 ， 当表面未终止时 ， MXenes显示出具有高态密度的金属特性 。 与内表面相比 ， 过渡金属的外表面在MXene的电子行为中起着至关重要的作用 。 用Mo(MO2Ti)C2TX代替Ti3C2TX的两种外部过渡金属 ， 电子特性从金属变为半导体 。 MoxV4-xC3的电阻随着Mo含量的降低而增加；然而 ， 电阻率随着温度的升高呈现出显着的变化 。 原始Ti3C2、碱化Ti3C2和硫修饰的Ti3C2 MXenes的电化学阻抗谱表明 ， 硫基团的消耗在钠化/脱钠时具有更好的电子接触 。 模拟了硫装饰的MXene的合并电阻 ， 并报告了202.4 Ω的最低值 。
机械性能
MXenes具有高机械强度、出色的柔韧性、尺寸稳定性和阻燃性 。 (134164171172)与电气性能一样 ， 表面终止工艺也会改变MXene的机械性能 。 官能团改善了基体界面结合 ， 从而提高了聚合物复合材料的结合性能和导电性 。 MXene与聚合物基体或环氧基复合材料的集成提高了机械性能 。 (164173)对于MCF（MXene涂层棉织物） ， 由于交联 ， 添加Ti3C2TX增加了细胞密度并改善了纤维的杨氏模量和硬度等机械性能 。 这也增强了MCF的EMI屏蔽性能 。 据报道 ， 在2 wt% Ti3C2TX/Al2O3复合材料中 ， 韧性、抗弯强度和硬度等力学性能分别提高了300%、150%和300% 。 对于5 vol%的Ti3C2TX/Cu复合材料 ， 拉伸强度提高了40% 。 PVC的拉伸强度为20.8 MPa ， 但在PVC/MXene复合材料中发现 ， 添加2、4、8、10、15后 ， 拉伸强度分别提高了21.73%、51.53%、156.73%、173.55%和174.08%分别为MXene的wt% 。 杨氏模量也是如此 ， 分别增加了1.64、18.3、173.62、177.47和177.19% 。 TPU（热塑性聚氨酯）/MXene在0.5 wt%的MXene成分下显示出拉伸强度和断裂伸长率的改善 。 断裂伸长率增加15.4% ， 抗拉强度增加41.2% 。 另一项研究表明 ， MXene/CNF复合材料具有类似珍珠层的结构 ， 其机械性能会随着d-Ti3C2TX含量的变化而变化 。 然而 ， 对于50 wt%的最佳值 ， 拉伸强度、断裂应变、韧性和杨氏模量分别为135.4 ± 6.9 MPa、16.7 ± 0.7%、14.8 ± 0.4MJ/m3和3.8 ± 0.3 GPa 。 尺寸为40 × 15 mm的复合材料可承受约500 g的重量而不会断裂 。 具有PSZ（聚硅氮烷）和ABN（聚集氮化硼）的MXene复合材料在拉伸强度方面表现出另一项改进 。 在复合材料MXene-PSZ中不存在MXene的情况下 ， 拉伸强度为4.22 MPa ， 而使用MXene时 ， 该数字增加到6.20 MPa ， 增加了147% 。 MXene-PSZ-ABN/PVA增加283%至11.96 MPa 。 然而 ， 高于阈值的填充材料含量可能会降低机械性能并导致加工问题 。
光学特性
MXenes显示出适用于激光科学的等离子体共振 。 展示二次谐波产生、克尔效应、光学批准和可饱和吸收的能力对于紧凑、高功率和超快飞秒脉冲激光器至关重要 。 使用Ti4N3TX MXene形成的混合表面氧化物层在大于2.0 eV的能量下显示出可见光吸收 。 Ti3C2TX在550 nm的可见光下表现出77%的透射率 ， 并在嵌入NH4HF2时增加到90% 。 相比之下 ， Ti3AlC2MAX相薄膜的透射率为30% 。 吸光度与Ti3C2TX插层膜的厚度呈线性关系 。 介电函数张量或光子波长函数的虚部用于评估吸收、反射和透射率 。 使用反射率和能量损失曲线估计Ti2C、Ti2N、Ti3C2和Ti3N2的等离子体能量分别为10、11.63、10.81和11.38 eV 。 2D Ti3C2TX显示出卓越的电磁波吸收能力 ， 使其成为光热转换设备的理想选择 。 局部表面等离子体共振效应使超薄Ti3C2TX纳米片具有更高的近红外激光照射吸附和转换效率 。
磁性
自旋极化密度泛函计算显示了MXene在基态下的非磁性行为 。 这种现象源于金属、“X”元素和附着基团之间的强共价键 。 MXenes中先前的过渡金属的价电子数量较少 ， 导致不成对电子自旋有限 ， 这是这种MXenes非磁性的关键原因 。 外部应变改变了键的共价性 ， 这表明在“d-轨道”电子中释放 。 结果 ， 即使没有磁性系统 ， 磁性也会出现 。
图4. MXene结构示意图 。 Ti3C2TX ML-MXene和微孔模板化Ti3C2TX电极（尺度5 μm）的横截面的SEM图像 。 （c、d和e）不同MXene薄膜的倍率性能和质量负载 ， 以水凝胶和微孔MXene之间的重量电容和面积电容表示 。 （经参考许可转载 。 版权所有2017 ， SpringerNature 。 ）
除了电极设计 ， 不同的蚀刻工艺也会通过在MXene表面形成不同的官能团来影响比容量 。 V2CTX的优异电化学性能（使用NaF+HCl在90 °C下从V2AlC MAX相蚀刻Al层72小时）使其更适合作为SC电极而不是其他MXene ， 并在足够的海水电解质中用作SC电极 。 V2CTX MXene比Ti3C2TX更薄 ， 因此离子扩散速度更快 。 例如 ， 使用氟化锂(LF)和HCl酸组合的蚀刻工艺成功合成了高纯度V2C 。 V2C均匀的多层结构在10000次循环后表现出更高的容量、良好的循环稳定性和90%的比容量保持率 。 然而 ， 由于电解液在短时间内不完全渗透 ， V2C的电容随着扫描速率的增加而逐渐降低 。 二维导电碳化物层和亲水性羟基封端表面的组合促进了300 F cm-3的过量电容 ， 高于多孔碳的电容 。 MXene的这种更高电容通过插入各种阳离子（如Na+、K+、NH4+、Mg2+和Al3+）进一步增强 。
推荐阅读
- 如何制造比太空更冷的 X 射线激光器
- 25张你没见过的机械图，原来人类已经这么先进了！
- 人外娘都有哪些种类？
- 二硫化钼在析氢反应的应用
- 20岁女生凌晨跟歌手聚会，被塞大蒜身亡，歌手称不红，压力大
- 首次！这颗岩石行星很是奇怪，与我们已知的行星完全不同
- 地球上最大的鸟窝，却没人敢去掏鸟蛋，里面布满了各种毒蛇
- 东方红一号仍在轨道运行，能否用机械臂带它回家？