MCF：Janus MXene纳米片用于大孔组装

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北科纳米可提供MXene纳米片（可定制）

Janus材料在相反表面具有不同的化学性质或极性，已经在诸多领域引起了广泛的研究兴趣，如石油采收，光学探针与纳米马达等。通常来讲，Janus材料可以分为三类，包括零维（0D）Janus球，一维（1D）Janus棒/线以及二维（2D）Janus片。相比于已经被广泛研究的0D和1D Janus纳米材料，2D Janus纳米片因其具有高度的各向异性的结构（即高长宽比）和固有的化学/物理性质而得到了越来越多的关注。作为固态的表面活性剂，与球形聚合物相比，Janus纳米片能够稳定乳液，这得益于其占据的界面面积。截至目前，许多Janus纳米片基于聚合物纳米片或2D 纳米材料如氧化石墨烯等，已经被报道。然而，这些通常需要多步的合成过程，不利于大规模生产和应用。因此，设计所需功能的简单合成方式来制备Janus纳米片显得尤为重要。

近些年，一类新型的2D材料，MXenes因其亲水性，导电性，杰出的吸附能力以及催化活性已经被广泛地研究。MXenes表面多样的官能团为表面改性提供了多样的位置。这开辟了将疏水链锚定在MXene一侧的可能性，这将扩大Janus纳米片材料的多样性，并扩展其应用。

MXene丰富的表面化学为MXene纳米片表面的改性提供了更多的可能。最近，北京化工大学张好斌教授，史少伟教授与于中振教授团队在在国际高水平学术期刊 Materials Chemistry Frontiers上发表题目为：Janus MXene Nanosheets for Macroscopic Assemblies的研究论文，通过选择性地降聚苯乙烯嫁接到MXene纳米片的一侧，设计并合成了一种新型的双表面活性剂纳米材料，成为Janus MXene纳米片（JMNs）或MXene纳米片表面活性剂（MNSs）。

图1.JMN的合成方法示意图。

图2. MXene/PS复合物在不同放大倍数下的SEM图像。

图3. 纯MXene，亲水性表面的Janus MXene和疏水性表面的Janus MXene的AFM图像以及相应的厚度。

图4. 添加JMN前后 水-二氯甲烷界面和甲苯-水界面行为的探究。

图5. Janus MXene膜的AFM和TEM图像。

本文提出了一种简易的方法，通过一步原位转移聚合物配体到MXene纳米片的一侧。所制备的JMNs极大地扩展了Janus纳米材料的多样性，JMNs具有界面活性，由于其两面性进而可以在水/油界面处组装，使JMNs有望成为固态表面活性剂以稳定乳液。2D JMN纳米膜和乳液可以通过油-水界面组装而制备。此外，通过使用乳液液滴作为模板，可以制备具有可控堆积密度的MXene气凝胶。这种方法为MXene材料由 2D和3D结构的组装方法开辟了一条新路径。

文献链接：

DOI: 10.1039/C9QM00681H