Interfacial Assembly of Ultrathin, Functional MXene Films

MXenes公司 材料科学 堆积 薄膜 纳米技术 平面的 光电子学 计算机科学 核磁共振 物理 计算机图形学(图像)
作者
Seon Joon Kim,Jung‐Hoon Choi,Kathleen Maleski,Kanit Hantanasirisakul,Hee‐Tae Jung,Yury Gogotsi,Chi Won Ahn
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:11 (35): 32320-32327 被引量:107
标识
DOI:10.1021/acsami.9b12539
摘要

MXenes are a prominent family of two-dimensional materials because of their metallic conductivity and abundant surface functionalities. Although MXenes have been extensively studied as bulk particles or free-standing films, thin and transparent films are needed for optical, optoelectronic, sensing, and other applications. In this study, we demonstrate a facile method to fabricate ultrathin (∼10 nm), Ti3C2Tx MXene films by an interfacial assembly technique. The self-assembling behavior of MXene flakes resulted in films with a high stacking order and strong plane-to-plane adherence, where optimal films of 10 nm thickness displayed a low sheet resistance of 310 Ω/□. By using surface tension, films were transferred onto various types of planar and curved substrates. Moreover, multiple films were consecutively transferred onto substrates from a single batch of solution, showing the efficient use of the material. When the films were utilized as gas sensing channels, a high signal-to-noise ratio, up to 320, was observed, where the gas response of films assembled from small MXene flakes was 10 times larger than that from large flakes. This work provides a facile and efficient method to allow MXenes to be further exploited for thin-film applications.
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