MXene氧化界面熱傳遞取得新進展—新聞—科學網

2020-12-23 科學網

 

近日，中科院大連化學物理研究所袁開軍團隊與北京航空航天大學教授李介博、教授燕鑫合作，在MXene（Ti3C2Tx）氧化界面熱傳遞方面取得新進展。相關研究結果發表於《物理化學快報》。

熱管理對器件的長效性具有重要的影響，新興二維過渡金屬氧化物MXene被認為在儲能，電磁屏蔽，光電探測和光熱治療等領域具有重要的應用前景。但是，實際應用中，電子在電極上的移動，使MXene薄片內部產生大量熱量，導致各類型器件局部熱損傷。

該論文第一作者、袁開軍團隊研究生張琦表示，熱量積累會加速MXene表面氧化影響器件長效表現。因此認知MXene及其氧化結構對熱傳導的影響至關重要。而熱傳導速率需從超快時間尺度測量以及微觀界面結構中分析其基本的熱擴散機制。

通過飛秒超快光譜與分子動力學模擬，研究團隊發現，Ti3C2Tx部分氧化後產生Ti3C2Tx-TiO2界面，該界面結構顯著加速了界面間的熱傳遞速率，但降低了面內的熱擴散速率。分子動力學模擬闡明了Ti3C2Tx界面氧化機率對熱傳導速率之間的關係，從分子層次上解釋了化學鍵結構對熱傳導率的影響。該研究對於基於氧化物界面熱管理和熱調控的器件設計提供了新思路。

相關論文信息：https://dx.doi.org/10.1021/acs.jpclett.0c02886

 

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