Mo2CTx MXene的結(jié)構(gòu)和化學(xué)表征。a） Mo2Ga2C納米層壓硬質(zhì)合金前驅(qū)體（黑色）和Mo2CTx MXene多層（紅色）的XRD圖譜。b） Mo2CTx MXene多層的SEM圖像。c） 花邊碳網(wǎng)格上Mo2CTx MXene單片的TEM圖像，插圖為高分辨率圖像。d） 取自 c） 中單個(gè) Mo2CTx 薄片的 SAED 模式。e） 示例性 Mo2CTx 薄片上的 AFM 圖像和高度剖面。f-h）從Mo2CTx MXene層在Mo-3d f），C-1s g）和O-1s h）能量處記錄的高分辨率XPS光譜。

測(cè)量空氣濕度在許多領(lǐng)域都很重要。然而，濕度計(jì)中的傳統(tǒng)傳感器迄今無(wú)法確定非常低的水蒸氣含量。杜伊斯堡-埃森大學(xué)（UDE）和俄羅斯尤里·加加林技術(shù)大學(xué)的物理學(xué)家現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)出一種新的傳感器。它甚至可以檢測(cè)到沉入其表面的小數(shù)量的水分子。該探測(cè)器基于稱為MXenes的高導(dǎo)電材料。

良好的室內(nèi)空氣不僅對(duì)健康很重要。在生產(chǎn)或?qū)嶒?yàn)室中也需要某些環(huán)境條件，例如在生物醫(yī)學(xué)或微電子學(xué)中。需要能夠準(zhǔn)確控制這些。盡管功能強(qiáng)大的濕度傳感器內(nèi)置于商業(yè)測(cè)量設(shè)備中，但它們無(wú)法檢測(cè)低于50 ppm（即低于0.3%相對(duì)濕度）的水蒸氣濃度。因此，這種傳感器并不適合所有用途。

來(lái)自UDE和薩拉托夫的俄羅斯大學(xué)尤里·加加林（Yuri Gagarin）的物理團(tuán)隊(duì)用一種全新的策略解決了這個(gè)問(wèn)題。他們使用了二維納米材料。這些可以檢測(cè)沉入其表面的微量水分子。“通過(guò)這種方式，傳感器性能大大提高 - 檢測(cè)限被遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于以前的技術(shù)水平。更多真的是不可能的，“UDE實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家Hanna Pazniak博士說(shuō)，他在開發(fā)中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。

這些高導(dǎo)電材料被稱為MXenes，或者更準(zhǔn)確地說(shuō)：Mo2電腦斷層掃描xMXenes。它們由過(guò)渡金屬碳化物或過(guò)渡金屬氮化物的化合物組成。這些化合物被堆疊成層，只有幾個(gè)原子厚。優(yōu)點(diǎn)：新型傳感器超薄且靈敏度高�！八麄儥z測(cè)到低至10 ppm或0.06%相對(duì)濕度的水蒸氣。這是迄今為止已知的低值，“Pazniak說(shuō)。這些傳感器在另一個(gè)方面也很有前途：它們可以用于大規(guī)模生產(chǎn)。