Em um estudo inovador relatado em 28 de março de 2025, na prestigiada revista Nature Synthesis, os pesquisadores alcançaram um avanço significativo no campo da ciência dos materiais. Ao empregar técnicas precisas de gravação guiadas por cálculos teóricos, eles obtiveram com sucesso o W2tic2TX MXENEN, um novo material bidimensional. Essa conquista revoluciona os desafios associados à delaminação entre camadas, abrindo caminho para aplicações inovadoras de pó de mxeno em vários campos, particularmente na produção de hidrogênio através da eletrólise da água.
Método de síntese inovadora:
Ao utilizar os cálculos da teoria funcional da densidade (DFT), os pesquisadores exploraram a viabilidade de gravar camadas de tungstênio em compostos (W, Ti) 4C4₋Y. Eles descobriram que o excesso de doping de alumínio (precursor 2AL) ajuda a reduzir as impurezas de oxigênio e facilita a gravação seletiva. Através da gravura seletiva de camadas de tungstênio covalentemente ligadas a partir de precursores de 4C4 Y em camadas não max (W, Ti) usando HCl-LIF, eles sintetizaram com sucesso o metal de transição bimetálica ordenada por mxeno de metal (W2tic2TX).
Reação excepcional de evolução de hidrogênio (HER) Desempenho:
O mxeno W2tic2TX delaminado exibiu seu desempenho excepcional, com uma superpotencial de apenas 144mV a uma densidade de corrente de 10mA CM-2, superando o mxeno W1.33CTX existente. Os cálculos da DFT mostraram que a energia livre de adsorção de hidrogênio na superfície mista de tungstênio-titanium (locais de coordenação W-Ti3) se aproxima da neutralidade térmica (ΔGAD = -0,37ev), superando as surfidades puras de tungstênio (ΔGAD = -1,79ev).
Propriedades versáteis do material:
Além disso, este material possui uma condutividade elétrica de alta temperatura ambiente de 427 SCM-1, seguindo o modelo de salto variável (VRH), indicando transporte de elétrons intercaladores predominantes. Ele exibe comportamento de absorção saturável sob irradiação a laser de femtossegundos de 800 nm, destacando seu valor potencial em aplicações fotônicas e a laser. A alta condutividade e estabilidade desse material o tornam um candidato promissor para uma ampla gama de tecnologias optoeletrônicas e a laser.
Este estudo rompe o paradigma tradicional de síntese do mxeno e fornece novas idéias para construir eficiente seus catalisadores e novos materiais 2D.
Nome da literatura: síntese de um mxeno de tungstênio 2D para eletrocatálise
