محققان روشی جدید برای اصلاح لایه‌های داخلی فازهای MAX ارائه کردند که می‌تواند نویز صوتی را کاهش دهد.
به گزارش سرویس فناوری تکناک، پروفسور هوانگ چینگ و تیم او در موسسه فناوری و مهندسی مواد نینگبو (NIMTE) وابسته به آکادمی علوم چین، این روش جدید را برای «ویرایش» لایه‌های داخلی فازهای MAX، خانواده‌ای از ترکیبات لایه‌ای ارائه داده‌اند.
مطالعه آنها در مجله Nature Synthesis نشان می‌دهد که این دستاورد می‌تواند مسیر تولید مواد دوبعدی (2D) نوین را هموار کند، که کاربردهایی در باتری‌ها، کاتالیزورها و محافظت در برابر تداخلات الکترومغناطیسی (EMI) دارند. حفاظت در برابر EMI اهمیت ویژه‌ای در صنعت صوتی دارد، چرا که کاهش سطح نویز یکی از اصلی‌ترین خواسته‌های علاقه‌مندان به کیفیت صدا است. بسیاری از افراد، هزینه‌های هنگفتی برای کابل‌ها و تجهیزات صرف می‌کنند و گاهی حتی به محصولاتی بی‌اثر اعتماد می‌نمایند.
حتما بخوانید: پرده‌برداری ساندکور از کوچک‌ترین ضبط‌کننده صدای مبتنی‌بر هوش مصنوعی
فازهای MAX ترکیباتی از فلزات انتقالی اولیه با کربن یا نیتروژن هستند که در ساختارهای لایه‌ای منظم چیده شده‌اند. این ویژگی آنها را بستر ایدئالی برای تولید مواد دوبعدی با ضخامت چند اتمی می‌کند. یکی از گروه‌های شناخته‌شده این مواد، MXenes، معمولا با حذف اتم‌های فلزی موجود در سایت A از فازهای MAX تولید می‌شود، اما وقتی اتم‌های غیر فلزی مانند: اکسیژن، گوگرد یا فسفر جایگزین شوند، هر دو زیرلایه M–A و M–X پیوند کووالانسی قوی پیدا می‌کنند و فرایند خوردگی معمول را غیرممکن می‌سازند.
بیشتر بخوانید: اسپیکر MIDI بی‌سیم با ۱۲۸ تن صدای ساز مختلف معرفی شد
محققان دریافتند که زیرلایه‌های کووالانسی در فازهای MAX هنگام مواجهه با حالت مذاب در دمای بالا، رفتار متفاوتی از خود نشان می‌دهند. با بهره‌گیری از این تفاوت واکنش‌پذیری، آنها توانستند ساختار زیرلایه‌ها را اصلاح و اتم‌های X را با غیرفلزاتی مانند: بور، سلنیوم، گوگرد، فسفر و کربن جایگزین کنند. همچنین نشان داده شد که کاتیون‌های اسیدی لوئیس قادر هستند سطح اکسیداسیون عناصر M را کاهش دهند و به این ترتیب، امکان جای‌گذاری غیرفلزات بیشتر فراهم می‌شود و فازهای MAX غیر واندروالس به مواد لایه‌ای واندروالس تبدیل می‌گردند. پروفسور هوانگ تأکید کرد: «کنترل آنتالپی کل واکنش به ما امکان می‌دهد جایگزینی هدفمند اتم‌های زیرلایه را انجام دهیم و راه را برای طراحی مواد لایه‌ای با خواص سفارشی باز کنیم.»
برای مطالعه بیشتر: سامسونگ با اسپیکرهای هوشمند جدید دنیای صدا را متحول می کند
آنتالپی در شیمی و فیزیک، نشان‌دهنده کل محتوای حرارتی یک سیستم است و در این تحقیق، کنترل آن به تیم امکان داد تا جایگزینی اتم‌ها در ساختار لایه‌ای فازهای MAX با دقت انجام شود و واکنش دقیقا طبق برنامه پیش برود. تیم پژوهشی با استفاده از این روش، خانواده جدیدی از ترکیبات موسوم به کاربیدها و نیتریدهای کلسوژنید فلزات انتقالی اولیه (TMXCs) را تولید کرد، که ترکیبی از ویژگی‌های MXenes و دی‌کالکوژنیدهای فلزات انتقالی (TMDs) هستند. آرایش اتمی تک‌لایه‌های TMXC مشابه MXenes است، اما حالت اکسیداسیون اتم‌های M با اتم‌های جایگزین X و کاتیون‌های بین لایه‌ای قابل تنظیم می‌باشد. علاوه بر این، TMXCs را می‌توان با استفاده از «قیچی شیمیایی» دهنده الکترون به نانوصفحات تک‌لایه‌ای تبدیل و ورقه‌هایی به ضخامت یک اتم با خواص منحصربه‌فرد تولید کرد. آزمایش‌ها و شبیه‌سازی‌ها نشان داد که تغییر عنصر X در زیرلایه M–X ساختار الکترونیکی TMXCs را به طور قابل توجهی تغییر می‌دهد. این توانایی کنترل دقیق ساختار و خواص، TMXCs را به گزینه‌ای بالقوه برای ذخیره انرژی الکتروشیمیایی، باتری‌ها، کاتالیزورها و محافظت در برابر EMI تبدیل می‌کند.
