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The Rise Of Xene Hybrids

材料科学 纳米技术 灵活性(工程) MXenes公司 石墨烯 堆积 化学 统计 数学 有机化学
作者
Prashant Kumar,Gurwinder Singh,Xinwei Guan,Soumyabrata Roy,Jang Mee Lee,In Young Kim,Xiaomin Li,Fanxing Bu,Rohan Bahadur,Sathvik Ajay Iyengar,Jiabao Yi,Dongyuan Zhao,Pulickel M. Ajayan,Ajayan Vinu
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
标识
DOI:10.1002/adma.202403881
摘要

Abstract Xenes, mono‐elemental atomic sheets, exhibit Dirac/Dirac‐like quantum behavior. When interfaced with other 2D materials such as boron nitride, transition metal dichalcogenides, and metal carbides/nitrides/carbonitrides, it enables them with unique physicochemical properties, including structural stability, desirable bandgap, efficient charge carrier injection, flexibility/breaking stress, thermal conductivity, chemical reactivity, catalytic efficiency, molecular adsorption, and wettability. For example, BN acts as an anti‐oxidative shield, MoS 2 injects electrons upon laser excitation, and MXene provides mechanical flexibility. Beyond precise compositional modulations, stacking sequences, and inter‐layer coupling controlled by parameters, achieving scalability and reproducibility in hybridization is crucial for implementing these quantum materials in consumer applications. However, realizing the full potential of these hybrid materials faces challenges such as air gaps, uneven interfaces, and the formation of defects and functional groups. Advanced synthesis techniques, a deep understanding of quantum behaviors, precise control over interfacial interactions, and awareness of cross‐correlations among these factors are essential. Xene‐based hybrids show immense promise for groundbreaking applications in quantum computing, flexible electronics, energy storage, and catalysis. In this timely perspective, recent discoveries of novel Xenes and their hybrids are highlighted, emphasizing correlations among synthetic parameters, structure, properties, and applications. It is anticipated that these insights will revolutionize diverse industries and technologies.
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