본 총설은 MXene의 표면 종결자(termination)를 현재 합성 프로토콜 관점에서 탐구한다. 종결자의 화학적 특성은 MXene 시트 및 종결자 자체의 안정성을 좌우하는 화학양론 및 배위 측면에서 고찰된다. 또한, 종결자 화학을 조절하여 순수한 MXene 시트 또는 비고유 종결자를 형성할 수 있는 후처리 방법들을 논의한다.
3D MAX 상이 2D MXene 시트로 전환될 때, 새롭게 노출되는 고반응성 표면은 주변 환경에서 유래한 종들로 종결된다. 이러한 표면 종결자는 MXene의 조성 및 구조와 같은 모체 MAX 상의 특성을 계승하지만, MXene의 차원 감소로 인해 표면 종결자가 MXene의 화학적 특성을 결정적으로 좌우하며, 이는 궁극적으로 MXene의 전반적인 특성을 지배한다.
본 연구는 MXene 표면 화학에 의해 발현되는 특성들과 이를 통해 가능해지는 새로운 응용 분야들을 탐색한다. MXene의 표면 종결 메커니즘과 그 제어는 고성능 MXene 기반 소재 개발에 필수적인 통찰을 제공한다.
MXene은 높은 전기 전도성, 조절 가능한 표면 화학 및 넓은 비표면적의 독특한 조합으로 인해 고성능 가스 센서 분야에서 유망한 2차원 전이 금속 탄화물 및 질화물로 부상하고 있습니다. 본 리뷰는 MXene 기반 가스 감지 재료의 최신 발전을 다루며, 합성 전략, 구조-특성 관계, 그리고 순수 및 복합 형태에서의 응용 분야를 조명합니다.
MXene 합성 방법으로는 기존의 불화수소산(HF) 식각법과 최근의 불소-프리(fluorine-free) 방법이 논의되며, 이러한 접근 방식이 가스 감지에 중요한 표면 종결, 층간 간격 및 결함 프로파일에 미치는 영향이 분석됩니다.
순수 MXene과 금속 산화물, 전이 금속 디칼코게나이드(TMD), 환원 그래핀 옥사이드(rGO), 전도성 고분자와의 복합체에 대한 가스 감지 성능 및 기본 감지 메커니즘이 체계적으로 분석됩니다.
마지막으로, MXene 기반 가스 센서의 현재 과제와 미래 전망이 제시되며, 차세대 감지 플랫폼을 위한 민감도, 선택성 및 주변 환경 안정성 향상에 중점을 둡니다.
