Nuevos materiales bidimensionales: síntesis de carburos 2D 'MXenos' con propiedades ajustables para aplicaciones en energía y medioambiente
Acronym
P_MXENE-PE
Consortium Coordinator
Grieseler, Rolf
Start Date
2019
End Date
2022
Status
https://purl.org/pe-repo/concytec/estadoProyecto#concluido
Description
Con el otorgamiento del premio Nobel al estudio del grafeno en el año 2010, la búsqueda de nuevos materiales bidimensionales (2D) ha atraído gran interés científico. La alta relación superficie-volumen, así como la ausencia (o bajo grado) de interacciones entre sus estructuras laminares hace que los materiales 2D posean una combinación única de propiedades electrónicas, ópticas, mecánicas y químicas a diferencia de los materiales 3D. Los denominados MXenos son una nueva clase de materiales 2D que fueron descubiertos en el año 2011, su nombre proviene de su composición química y su estructura: M es un metal de transición (Ej. Ti, Cr, Hf, Zr) mientras que X es carbono o nitrógeno. El sufijo 'eno' denota su parecido con la estructura del grafeno. La estructura nanolaminar y la presencia de grupos funcionales (Ej. -O, -OH, -F) en la superficie de los MXenos hace que posean una variedad de propiedades (conductividad eléctrica, hidrofilicidad, capacidad de adsorción, área superficial, electrocatálisis, etc.) y que éstas sean ajustables mediante el diseño y las condiciones de síntesis. El presente proyecto de investigación se enfoca en el estudio y la optimización de la síntesis de películas delgadas de MXenos. La primera etapa de la síntesis consiste en la obtención del material precursor, fase MAX, mediante la técnica de pulverización catódica. La fase MAX es un carburo/nitruro ternario de estequiometria Mn+1AXn donde M es un metal de transición (Ej. Ti, Cr, Hf, Zr), A un elemento del grupo IIIA y IVA (Ej. Al, Si, Sn) y X (C o N). La segunda etapa consiste del ataque químico-selectivo en solución del material precursor (fase MAX) con el fin de disolver el elemento A para obtener el MXeno correspondiente. Se investigará la composición, morfología y estructura de los materiales obtenidos y se propondrán y discutirán potenciales aplicaciones en áreas como energía (ej. baterías de litio), medio ambiente (ej. remoción de iones metálicos) y salud (ej. material antibacteria
Keywords
Materiales bidimensionales
;
MXenos
;
Tecnologías energéticas
;
Aplicaciones medioambientales
Área de conocimiento
Engineering and technology
Campo OCDE
https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.05.01