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2차원 나노입자인 맥신 (MXene)은 우수한 수 분산 특성 및 다른 2차원 물질보다도 우수한 전기전도도를 가지고 있어 에너지 저장 소재 분야 및 전자파 차폐 소재로 널리 응용되고 있다. 또한 표면 말단작용기를 이용한 촉매 및 센서 분야의 연구도 활발히 진행되고 있다. 하지만, 수 분산 맥신은 물 분자 및 용존 산소에 의해 쉽게 산화되어 ...

2차원 나노입자인 맥신 (MXene)은 우수한 수 분산 특성 및 다른 2차원 물질보다도 우수한 전기전도도를 가지고 있어 에너지 저장 소재 분야 및 전자파 차폐 소재로 널리 응용되고 있다. 또한 표면 말단작용기를 이용한 촉매 및 센서 분야의 연구도 활발히 진행되고 있다. 하지만, 수 분산 맥신은 물 분자 및 용존 산소에 의해 쉽게 산화되어 금속산화물로 변하게 되며, 친수성 표면을 가지는 맥신은 가공 이후 수분이 제거된 상태에서도 대기 중의 수분에 의해서도 쉽게 산화되어 그 본래의 우수한 특성을 잃게 된다. 또한 친수성 표면을 가지는 맥신은 소수성을 가지는 이종의 재료(고분자 등)와의 인력이 낮아 균일한 복합체, 하이브리드 재료를 형성하는데 제한이 있다. 본 연구는 맥신 표면을 소수성을 가지거나 기능기를 가지는 리간드 (amine ligand 및 alkylphosphonic acid)를 liquid-liquid phase transfer 방법으로 개질하여, 맥신 표면에 소수성 특성을 부여하였고, 개질된 맥신의 유기용매에 대한 분산성을 향상시켰다. 유기용매에 분산된 맥신은 기존 수 분산 맥신 보다도 우수한 산화 안정성을 가졌으며, 소수성 고분자와의 복합체 용액을 스프레이 코팅과 같은 액상 공정을 적용함으로써 복합체 필름을 제조하여 그 특성을 파악하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

Herein, we describe a simple way to prepare a stable Ti3C2Tx MXene dispersion in a non-polar organic solvents via the simultaneous surface modification and phase transfer. The hydroxyl terminal groups of the Ti3C2Tx nanoflakes are physically adsorbed with amine ligands and chemically modified with a...

Herein, we describe a simple way to prepare a stable Ti3C2Tx MXene dispersion in a non-polar organic solvents via the simultaneous surface modification and phase transfer. The hydroxyl terminal groups of the Ti3C2Tx nanoflakes are physically adsorbed with amine ligands and chemically modified with alkylphosphonic acid ligands to form a stable covalent Ti-O-P bond through interfacial condensation reaction at the liquid-liquid interface and the surface-modified Ti3C2Tx nanoflakes deliver from aqueous to organic phase simultaneously. Unlike conventional surface modification method, it is a simple and easy one-step process for fabricating Ti3C2Tx organic dispersion in various organic media from high polar isopropyl alcohol to non-polar chloroform and toluene. The non-polar Ti3C2Tx dispersion in chloroform reveals strong oxidation stability and promotes long-term storage, and also provides new opportunities to prepare MXene nanocomposites with non-polar organic soluble polymeric matrix for many future applications.

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