맥신(Mxene)이란 무엇인가

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목차

1. 맥신의 정의 및 개요
2. 맥신의 화학적 구조 및 물리 화학적 특성
3. 맥신의 합성 방법
4. 맥신의 응용 및 활용 사례
5. 맥신의 전망
6. 참고문헌

본문내용

1. 맥신의 정의 및 개요
MXenes이란 2차원 평면 구조의 무기화합물이며, MAX 상(Phase)의 “M” 및 “X”와 그래핀의 “ene”를 합성하여 명명되었습니다. MXenes의 근간을 이루는 MAX 상은 일반적으로 Mn+1AXn(n=1~3)의 형태이며, 이때 M은 3족부터 7족 사이의 전이금속을 의미하는 Early transition metal, A는 13족 또는 14족 원소, X는 탄소와 질소로 구성됩니다. 또한 MAX 상의 결정구조는 단일 평면 구조의 A 원자층에 의해 M 원자층이 교차 배치되고 M 원자층의 8면 체 틈자리(Octahedral site)에 X 원자가 위치하게 됩니다.

M, A and X elements in MAX phase

MXene은 전이금속에 탄소(C) 또는 질소(N)가 결합된 2차원 판상구조의 물질로 알루미늄(Al)과 같이 중간 층을 형성하고 있는 MAX Phase에서 중간층만을 선택 적으로 식각하는 방법을 통해 제작이 가능합니다. 대표적인 MXene으로는 Ti3C2TX가 있습니다.

판상 구조의 특성을 활용해 높은 표면적과 전기전도도, 높은 화학적 안정성을 바탕으로 차세대 그래핀(Graphene)으로 불리며 배터리, 에너지 저장소재, 촉매 재료 등의 다양한 활용이 가능하다고 보고되고 있습니다. 수처리 분야에서는 MXene을 활용한 해수의 담수화 등의 연구가 수행되었고 최근에는 유기물 흡착 성능에 관한 보고가 증가하고 있는 추세에 있습니다.

참고 자료

J. Korean Powder Metall. Inst., Vol. 28, No. 2, 150-163, 2021
J. Korean Soc. Precis. Eng., Vol. 40, No. 3, pp. 189-196
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Molecules. 2022 Aug; 27(15): 4909.