生物学|用于锂基电池的二维金属碳化物/氮化物（MXene）纳米复合材料的最新进展（二）生物学

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图 11. (a) 多孔 MXene 制造程序， (b) MXene 薄膜和剥离和未蚀刻的 MXene 的 XRD 谱， (c) 2D-Ti3C2Tx MXene 片材的 SEM 图像，以及 (d-g) SEM 横截面图像MXene 薄膜。经 Ref. 许可转载。?2017 ， Wiley 。
MXene还因其优异的光热性能、柔软性和柔韧性、动态近红外受激特性和无毒而在制药和医疗行业中得到应用。Xing 等人合成了用于癌症治疗的 MXene-纤维素复合材料。实验过程总结如下：
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将 10.00 g Ti3AlC2 与大约 100 mL、40 wt% 的 HF 溶液缓慢混合
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在环境温度下以500rpm的速度搅拌混合物3天。
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将来自第二步的搅拌混合物以 10000 rpm 的速度离心 30 分钟。
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将第三步获得的大量 Ti3C2 重新分散在去离子水中，并以 10000 rpm 的速度连续 3 次重新离心 30 分钟。
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将第四步得到的Ti3C2重新分散到大量的去离子水中，随后使用聚四氟乙烯多孔膜（亲水性， 200nm）进行过滤过程。
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所得产物用乙醇和去离子水洗涤并在65℃下干燥。
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液相剥离法用于将块状 Ti3C2 剥离成 2D-MXene 纳米片。
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干燥的大块 MXene 纳米片粉末与 10 mg/mL 的浓缩 N-甲基吡咯烷酮混合。
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MXene-N-甲基吡咯烷酮混合物在 10 °C 和 0.4 kW 下超声处理 48 小时，然后以 8000 rpm 离心 30 分钟。
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基于 MXene 的纳米片的冷冻干燥组装在 – 60 °C 下进行 48 小时。
Xing等人进一步解释了纤维素水凝胶的制备过程：纤维素-MXene 负载的盐酸多柔比星复合材料。发现制造的 MXene 抗癌剂具有生物相容性和优异的光热性能。如图 12 所示， 2D Ti3C2 的横向尺寸范围在 50 到 230 nm 之间。为了更清楚地了解 Xing 等人，请参阅参考文献。在这种情况下， MXene 的引入并不能阻止纤维素链的相分离。因此，可以形成MXene-纤维素水凝胶。
图 12. (a) 氢氟酸蚀刻工艺的说明性步骤和 (b) Ti3AlC2、(c) HF 蚀刻的 Ti3AlC2 和 (de) 制备的 2D-Ti3C2 MXene 纳米片的 FE-SEM 图像。(fg) 2D-Ti3C2 MXene 纳米片的 TEM 图像， (hi) 高分辨率 TEM ， (j) 二次电子检测器 (SED) (k) FET ，和 (lm) MXene 纳米片的 AFM 图像。经参考许可转载。?2018 ，美国化学学会。
正如前面的讨论中所述，由于强大的范德华力和 MXene 的团聚引起的重新堆积是其电化学性能降低的主要原因，因为重新堆积会导致比表面积减少。在 Tontini 等人发表的评论中，指出可以通过将 MXene 组装成 3D 纳米结构粒子来控制和克服 2D MXene 的重新堆叠。Zhao 等人通过控制 MXene 与 PMMA 的质量比制造了 3D 大孔 MXene 。为了实现这一目标，他们将空心 MXene 与 PMMA 以 1:4 的比例混合。然后将混合物超声10分钟。这样做是为了确保中空 MXene 在 PMMA 中的完全分散。通过聚丙烯膜过滤混合物并在流动的氩气下在450°C下退火60分钟来生产复合膜。该过程产生了具有改进的电化学性能的大孔 MXene 薄膜。Xiu 等人通过将 MXene 超声转化为气溶胶液滴来生产蓬松的 3D-MXene 。使气溶胶液滴通过直接连接到以氩气为载体的超声雾化器的管式炉（管温：600℃）。蓬松的 3D-MXene 具有高导电性、易加工性、大表面积、出色的电催化性能和坚固性等优点。图 13 显示了蓬松的 3D-MXene 的详细形态。