Détection de gaz à température ambiante du carbure de titane bidimensionnel (MXene)

Les capteurs de gaz portables ont suscité beaucoup d'attention pour des applications de diagnostic et de surveillance, et les matériaux bidimensionnels (2D) peuvent fournir une plateforme prometteuse pour la fabrication de capteurs de gaz pouvant fonctionner à température ambiante. Dans la présente étude, la performance de détection de gaz à température ambiante des nanosheets Ti3C2Tx a été étudiée. Les feuilles 2D Ti3C2Tx (MXene) ont été synthétisées par l'élimination des atomes d'Al à partir de Ti3AlC2 (phases MAX) et ont été intégrées sur des plates-formes flexibles en polyimide par une méthode simple de coulée en solution. Les capteurs Ti3C2Tx ont mesuré avec succès l'éthanol, le méthanol, l'acétone et le gaz ammoniac à température ambiante et ont montré un comportement de détection de type p. Les capteurs fabriqués ont montré leur réponse la plus élevée et la plus faible vis-à-vis du gaz ammoniac et de l'acétone, respectivement. La limite de détection du gaz acétone a été théoriquement calculée à environ 9,27 ppm, présentant de meilleures performances par rapport à d'autres capteurs basés sur des matériaux 2D. Le mécanisme de détection a été proposé en termes d'interactions entre les porteurs de charge majoritaires de Ti3C2Tx et les espèces gazeuses.