德克萨斯A&M大学伊丽莎白·汤姆森 此图显示了普通MXene在正常条件下是如何氧化或降解的，但当暴露于含有左旋抗坏血酸钠的溶液中时会受到保护，左旋抗坏血酸钠是与维生素C属于同一家族的化合物
学分:德克萨斯A&M大学工程系 德克萨斯A&M大学的研究人员发现了一种简单、廉价的方法来防止材料的快速降解，这项工作可能会为一种新的纳米材料MXenes(发音为“Maxines”)的未来应用打开闸门
二维MXene纳米片在从能量存储到水净化的应用中有着广阔的前景
然而，MXenes有一个致命的弱点:它们在户外时会迅速退化
根据德克萨斯A&M小组的说法，解决这个问题的方法是让MXenes接触到一系列化合物中的任何一种，这些化合物最好用天然的膳食补充剂来代表，比如维生素C
“有了这些发现，货架稳定的MXene成为可能，工程级MXene基材料可以成为现实，”研究人员在即将出版的在线杂志《物质》上写道
有趣的属性 德雷克塞尔大学的一个团队在2011年发现了MXenes，它是一种只有几个原子厚的材料，主要由碳和/或氮交织的钛等金属层组成
由于其纳米厚度和组成元素的多样性(其他纳米材料如石墨烯仅含碳)，这些材料往往具有非常有趣的性质，如高导电性和高催化活性
领导这项工作的副教授米卡·格林在得克萨斯州A&M的阿蒂·麦克费林化学工程系和材料科学与工程系任职
由于这些特性，MXenes在研究界引起了极大的兴趣和热情，在从电池到电子传感器的所有领域都有潜在的应用
格林说:“但是有一个隐藏在背后的问题。”
MXenes迅速降解或氧化
“它们分崩离析，不再是纳米片
这发生在几天之内
" 尽管其他研究人员已经发现像干燥或冷冻MXenes这样的技术可以延缓它们的降解，“它们仍然不会持续很多年，”他说
“没有人想要一种保质期不长的材料
" 德克萨斯A&M大学通过纳米材料、陶瓷和聚合物领域的跨学科专家团队解决了这个问题
参与这项工作的其他教职员工是博士
材料科学与工程系教授米莱丁·拉多维奇和博士
朱迪·卢肯豪斯，材料科学与工程系和化学工程系副教授
走向解决方案 研究小组最终发现，将一种典型的MXene暴露在左旋抗坏血酸钠溶液中可以阻止纳米片的降解
此外，几种相关的化合物，包括维生素C，也起作用
根据格林的说法，这种效果会持续下去
他还指出，研究小组大约在一年前发现了这一点，经过治疗的MXenes仍然稳定
为了进一步研究导致稳定性提高的现象，研究小组完成了MXenes和抗氧化剂之间相互作用的分子动力学模拟
他们发现抗坏血酸分子似乎与MXene纳米片结合在一起，阻止了它与水分子的相互作用，从而保护它免受氧化
格林说，团队很兴奋，因为他们的“方法似乎适用于各种不同的MXenes”
《物质》杂志的论文主要关注最常见的MXene (Ti3C2Tx)，但其他类型的MXene甚至更不稳定
以至于“人们怀疑这些材料能否找到应用
有了这项技术，情况可能会改变
“研究人员目前正在用同样的方法探索这些额外的MXenes的稳定性
格林说:“我们希望在MXenes上工作的每一个人，包括工业界的人，都能使用我们的技术来保护他们的材料。”
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