مکسین خانواده جدیدی از مواد دو بعدی میباشد. در سال 2011 برای اولین بار دانشمندان دانشگاه درکسل مکسن را ساختند. خانواده مکسین از کاربیدهای فلزات واسطه، کربنیتریدها و نیتریدها با فرمول کلی Mn+1Xn ساخته میشوند. M نشان دهنده فلزات واسطه مانند Sc، Ti، Zr، Hf، V، Nb، Ta، Cr، Mo می باشد. و X نشان دهنده C یا N است. 3 n=1،2 است و بسته به تعداد n ضخامت Mn+1Xn تغییر میکند. اگر n=1 باشد منجر به تشکیل فاز 211 میشود. اگر n=2 باشد منجربه تشکیل فاز 312 و اگر n=3 باشد فاز 413 تشکیل میشود.
مکسین از اچینگ شیمیایی فاز Max به وجود میاید. فازهای MAX گروهی از کاربیدها و نیتریدهای سه لایه با فرمول کلی Mn+1AXn هستند. در این فرمول M یک فلز واسطه اولیه است. X نشان دهنده C یا N است. و A یکی از عناصر گروه A است. هدف از این کار لایه برداری فازهای MAX و تولید لایه های دو بعدی می باشد. در حال حاضر بیش از شصت فاز مختلف MAX خالص وجود دارد. با این حال، فازهای max را میتوان با ترکیبات مختلف سنتز کرد. با استفاده از فازهای Max متفاوت،می توان مکسـن های بیشتری با ساختارهای منحصربه فرد سنتز کرد.
روش های سنتز مکسن
به طور کلی مکسین ها به دو روش بالا به پایین و پایین به بالا سنتز میشوند. در روش بالا به پایین سنتز مکسین با اچینگ عنصر A اغاز میشود. به طور مثال حذف آلومینیوم در ترکیب Ti3AlC2 منجر به تولید پودر مکسین چند لایه با لایه های دو بعدی میشود. این لایه ها توسط نیروی واندروالس و پیوند هیدروژنی نگه داشته میشوند. فرآیند اچینگ معمولا با استفاده از اسید هیدروفلوئوریک، نمک فلوراید (LiF) و یا اسید کلریدریک (Hcl) در دمای اتاق انجام می شود. فرایند اچینگ به پارامترهای دما،زمان و غلظت اسید وابسته است. بعد از اتمام اچینگ و حذف کامل لایه های عنصر A، برای حذف باقیمانده ها و رسیدن به PH خنثی شستشو انجام میشود. شستشو معمولا توسط سانتریفیوژ مکرر انجام میشود. بعد از شستشو لایه ها توسط فیلتراسیون خلا جمع آوری و در خلا خشک میشوند.
روش پایین به بالا مانند رسوب دهی بخار شیمیایی (CVD) است و منجر به تشکیل فیلم هایی چند لایه با کیفیت بالا میشود. معمولا از این روش کمتر استفاده میشود.
کاربرد مکسیـن ها
برخلاف بسیاری از مواد دو بعدی دیگر، از جمله گرافن، مکسـین ها دارای سطوح آبدوست و فلزی بالا هستند.با توجه به ویزگی های الکترونیکی و ساختاری این ترکیبات کاربردهای متفاوتی در زمینه های گوناگون دارند. به طور مثال در دستگاه های ذخیره انرژی،نمک زدایی آب ،کاتالیزور،رسانای لایه های نازک، دستگاه های الکترونیکی و فوتونی، تقویت کننده ها، کامپوزیت ها، کاربردهای زیست پزشکی، و بسیاری کاربردهای دیگر.