សូមអរគុណសម្រាប់ការចូលមើលគេហទំព័រ Nature.com។ អ្នកកំពុងប្រើកម្មវិធីរុករកតាមអ៊ីនធឺណិតដែលមានការគាំទ្រ CSS មានកំណត់។ ដើម្បីទទួលបានបទពិសោធន៍ល្អបំផុត យើងសូមណែនាំឱ្យអ្នកប្រើកម្មវិធីរុករកដែលបានធ្វើបច្ចុប្បន្នភាព (ឬបិទរបៀបឆបគ្នានៅក្នុង Internet Explorer)។ ទន្ទឹមនឹងនេះ ដើម្បីធានាបាននូវការគាំទ្រជាបន្តបន្ទាប់ យើងនឹងបង្ហាញគេហទំព័រដោយគ្មានរចនាប័ទ្ម និង JavaScript។
បង្ហាញ​រង្វង់​នៃ​ស្លាយ​បី​ក្នុង​ពេល​តែ​មួយ។ ប្រើ​ប៊ូតុង​មុន និង​បន្ទាប់ ដើម្បី​ផ្លាស់ទី​តាម​រយៈ​ស្លាយ​បី​ក្នុង​ពេល​តែ​មួយ ឬ​ប្រើ​ប៊ូតុង​គ្រាប់​រំកិល​នៅ​ខាង​ចុង ដើម្បី​ផ្លាស់ទី​តាម​រយៈ​ស្លាយ​បី​ក្នុង​ពេល​តែ​មួយ។
ការអភិវឌ្ឍយ៉ាងឆាប់រហ័សនៃបច្ចេកវិទ្យាណាណូ និងការធ្វើសមាហរណកម្មរបស់វាទៅក្នុងកម្មវិធីប្រចាំថ្ងៃអាចគំរាមកំហែងដល់បរិស្ថាន។ ខណៈពេលដែលវិធីសាស្រ្តបៃតងសម្រាប់ការរិចរិលនៃសារធាតុបំពុលសរីរាង្គត្រូវបានបង្កើតឡើងយ៉ាងល្អ ការស្តារឡើងវិញនៃសារធាតុបំពុលគ្រីស្តាល់អសរីរាង្គគឺជាកង្វល់យ៉ាងខ្លាំងដោយសារតែភាពរសើបទាបរបស់វាចំពោះការបំប្លែងជីវសាស្រ្ត និងកង្វះការយល់ដឹងអំពីអន្តរកម្មផ្ទៃសម្ភារៈជាមួយនឹងសារធាតុជីវសាស្រ្ត។ នៅទីនេះ យើងប្រើគំរូ MXenes អសរីរាង្គ 2D ដែលមានមូលដ្ឋានលើ Nb រួមផ្សំជាមួយនឹងវិធីសាស្រ្តវិភាគប៉ារ៉ាម៉ែត្ររាងសាមញ្ញ ដើម្បីតាមដានយន្តការជីវសាស្រ្តនៃសម្ភារៈណាណូសេរ៉ាមិច 2D ដោយមីក្រូសារាយបៃតង Raphidocelis subcapitata។ យើងបានរកឃើញថា មីក្រូសារាយបំផ្លាញ MXenes ដែលមានមូលដ្ឋានលើ Nb ដោយសារតែអន្តរកម្មរូបវិទ្យា-គីមីដែលទាក់ទងនឹងផ្ទៃ។ ដំបូងឡើយ បន្ទះណាណូ MXene ស្រទាប់តែមួយ និងស្រទាប់ច្រើនត្រូវបានភ្ជាប់ទៅនឹងផ្ទៃនៃមីក្រូសារាយ ដែលបានកាត់បន្ថយការលូតលាស់របស់សារាយបន្តិច។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ នៅពេលដែលមានអន្តរកម្មយូរជាមួយផ្ទៃ មីក្រូសារាយបានកត់សុីបន្ទះណាណូ MXene ហើយបំបែកវាបន្ថែមទៀតទៅជា NbO និង Nb2O5។ ដោយសារតែអុកស៊ីដទាំងនេះមិនពុលដល់កោសិកាមីក្រូសារាយ ពួកវាប្រើប្រាស់ភាគល្អិតណាណូអុកស៊ីដ Nb ដោយយន្តការស្រូបយកដែលស្តារមីក្រូសារាយបន្ថែមទៀតបន្ទាប់ពីការព្យាបាលទឹករយៈពេល 72 ម៉ោង។ ផលប៉ះពាល់នៃសារធាតុចិញ្ចឹមដែលទាក់ទងនឹងការស្រូបយកក៏ត្រូវបានឆ្លុះបញ្ចាំងនៅក្នុងការកើនឡើងនៃបរិមាណកោសិកា រូបរាងរលោងរបស់វា និងការផ្លាស់ប្តូរអត្រាកំណើន។ ដោយផ្អែកលើការរកឃើញទាំងនេះ យើងសន្និដ្ឋានថាវត្តមានរយៈពេលខ្លី និងរយៈពេលវែងនៃ MXenes ដែលមានមូលដ្ឋានលើ Nb នៅក្នុងប្រព័ន្ធអេកូឡូស៊ីទឹកសាបអាចបណ្តាលឱ្យមានផលប៉ះពាល់បរិស្ថានតិចតួចប៉ុណ្ណោះ។ គួរកត់សម្គាល់ថា ដោយប្រើសម្ភារៈណាណូពីរវិមាត្រជាប្រព័ន្ធគំរូ យើងបង្ហាញពីលទ្ធភាពនៃការតាមដានការផ្លាស់ប្តូររូបរាងសូម្បីតែនៅក្នុងសម្ភារៈល្អិតល្អន់ក៏ដោយ។ ជារួម ការសិក្សានេះឆ្លើយសំណួរជាមូលដ្ឋានដ៏សំខាន់មួយអំពីដំណើរការទាក់ទងនឹងអន្តរកម្មលើផ្ទៃដែលជំរុញយន្តការជីវសាស្រ្តនៃសម្ភារៈណាណូ 2D និងផ្តល់មូលដ្ឋានសម្រាប់ការសិក្សារយៈពេលខ្លី និងរយៈពេលវែងបន្ថែមទៀតអំពីផលប៉ះពាល់បរិស្ថាននៃសម្ភារៈណាណូគ្រីស្តាល់អសរីរាង្គ។
សម្ភារៈណាណូបានបង្កើតចំណាប់អារម្មណ៍យ៉ាងខ្លាំងចាប់តាំងពីការរកឃើញរបស់វា ហើយបច្ចេកវិទ្យាណាណូផ្សេងៗទើបតែចូលដល់ដំណាក់កាលទំនើបកម្មថ្មីៗនេះ។ ជាអកុសល ការរួមបញ្ចូលគ្នានៃសម្ភារៈណាណូទៅក្នុងកម្មវិធីប្រចាំថ្ងៃអាចនាំឱ្យមានការបញ្ចេញដោយចៃដន្យដោយសារតែការបោះចោលមិនត្រឹមត្រូវ ការដោះស្រាយមិនប្រុងប្រយ័ត្ន ឬហេដ្ឋារចនាសម្ព័ន្ធសុវត្ថិភាពមិនគ្រប់គ្រាន់។ ដូច្នេះ វាសមហេតុផលក្នុងការសន្មត់ថាសម្ភារៈណាណូ រួមទាំងសម្ភារៈណាណូពីរវិមាត្រ (2D) អាចត្រូវបានបញ្ចេញទៅក្នុងបរិស្ថានធម្មជាតិ ដែលឥរិយាបថ និងសកម្មភាពជីវសាស្រ្តរបស់វាមិនទាន់ត្រូវបានយល់ច្បាស់នៅឡើយ។ ដូច្នេះ វាមិនមែនជារឿងគួរឱ្យភ្ញាក់ផ្អើលទេដែលការព្រួយបារម្ភអំពីជាតិពុលអេកូឡូស៊ីបានផ្តោតលើសមត្ថភាពរបស់សម្ភារៈណាណូ 2D ក្នុងការជ្រាបចូលទៅក្នុងប្រព័ន្ធទឹក2,3,4,5,6។ នៅក្នុងប្រព័ន្ធអេកូឡូស៊ីទាំងនេះ សម្ភារៈណាណូ 2D មួយចំនួនអាចមានអន្តរកម្មជាមួយសារពាង្គកាយផ្សេងៗនៅកម្រិតត្រូពិចផ្សេងៗគ្នា រួមទាំងមីក្រូសារាយផងដែរ។
សារាយតូចៗគឺជាសារពាង្គកាយបឋមដែលត្រូវបានរកឃើញដោយធម្មជាតិនៅក្នុងប្រព័ន្ធអេកូឡូស៊ីទឹកសាប និងសមុទ្រ ដែលផលិតផលិតផលគីមីជាច្រើនប្រភេទតាមរយៈរស្មីសំយោគ7។ ដូច្នេះ ពួកវាមានសារៈសំខាន់ចំពោះប្រព័ន្ធអេកូឡូស៊ីក្នុងទឹក8,9,10,11,12 ប៉ុន្តែក៏ងាយរងគ្រោះ មានតម្លៃថោក និងត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយនូវសូចនាករនៃភាពពុលបរិស្ថាន13,14។ ដោយសារកោសិកាសារាយតូចៗគុណយ៉ាងឆាប់រហ័ស និងឆ្លើយតបយ៉ាងឆាប់រហ័សចំពោះវត្តមាននៃសមាសធាតុផ្សេងៗ ពួកវាមានសក្តានុពលសម្រាប់ការអភិវឌ្ឍវិធីសាស្រ្តដែលមិនប៉ះពាល់ដល់បរិស្ថានសម្រាប់ការព្យាបាលទឹកដែលមានការបំពុលដោយសារធាតុសរីរាង្គ15,16។
កោសិកាសារាយអាចយកអ៊ីយ៉ុងអសរីរាង្គចេញពីទឹកតាមរយៈការស្រូបយកជីវសាស្រ្ត និងការប្រមូលផ្តុំ17,18។ ប្រភេទសារាយមួយចំនួនដូចជា Chlorella, Anabaena invar, Westiellopsis prolifica, Stigeoclonium tenue និង Synechococcus sp។ វាត្រូវបានគេរកឃើញថាផ្ទុក និងចិញ្ចឹមអ៊ីយ៉ុងលោហៈពុលដូចជា Fe2+, Cu2+, Zn2+ និង Mn2+19។ ការសិក្សាផ្សេងទៀតបានបង្ហាញថា អ៊ីយ៉ុង Cu2+, Cd2+, Ni2+, Zn2+ ឬ Pb2+ កំណត់ការលូតលាស់របស់ Scenedesmus ដោយការផ្លាស់ប្តូររូបរាងកោសិកា និងបំផ្លាញក្លរ៉ូផ្លាសរបស់វា20,21។
វិធីសាស្ត្របៃតងសម្រាប់ការរលួយនៃសារធាតុបំពុលសរីរាង្គ និងការដកយកអ៊ីយ៉ុងលោហៈធ្ងន់ចេញ បានទាក់ទាញចំណាប់អារម្មណ៍របស់អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រ និងវិស្វករនៅជុំវិញពិភពលោក។ នេះភាគច្រើនដោយសារតែការពិតដែលថាសារធាតុបំពុលទាំងនេះត្រូវបានដំណើរការយ៉ាងងាយស្រួលនៅក្នុងដំណាក់កាលរាវ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ សារធាតុបំពុលគ្រីស្តាល់អសរីរាង្គត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយភាពរលាយក្នុងទឹកទាប និងភាពងាយរងគ្រោះទាបចំពោះការបំប្លែងជីវសាស្រ្តផ្សេងៗ ដែលបណ្តាលឱ្យមានការលំបាកយ៉ាងខ្លាំងក្នុងការស្តារឡើងវិញ ហើយមានវឌ្ឍនភាពតិចតួចប៉ុណ្ណោះនៅក្នុងតំបន់នេះ22,23,24,25,26។ ដូច្នេះ ការស្វែងរកដំណោះស្រាយដែលមិនប៉ះពាល់ដល់បរិស្ថានសម្រាប់ការជួសជុលសម្ភារៈណាណូនៅតែជាតំបន់ស្មុគស្មាញ និងមិនទាន់ត្រូវបានរុករក។ ដោយសារតែកម្រិតខ្ពស់នៃភាពមិនប្រាកដប្រជាទាក់ទងនឹងផលប៉ះពាល់នៃការបំប្លែងជីវសាស្រ្តនៃសម្ភារៈណាណូ 2D មិនមានវិធីងាយស្រួលក្នុងការស្វែងរកផ្លូវដែលអាចកើតមាននៃការរិចរិលរបស់វាក្នុងអំឡុងពេលកាត់បន្ថយនោះទេ។
នៅក្នុងការសិក្សានេះ យើងបានប្រើមីក្រូសារាយពណ៌បៃតងជាភ្នាក់ងារជីវសាស្ត្រសកម្មក្នុងទឹកសម្រាប់សម្ភារៈសេរ៉ាមិចអសរីរាង្គ រួមផ្សំជាមួយនឹងការតាមដាននៅនឹងកន្លែងនៃដំណើរការរិចរិលរបស់ MXene ជាតំណាងនៃសម្ភារៈសេរ៉ាមិចអសរីរាង្គ។ ពាក្យថា "MXene" ឆ្លុះបញ្ចាំងពីស្តូគីយ៉ូម៉ែត្រីនៃសម្ភារៈ Mn+1XnTx ដែល M ជាលោហៈអន្តរកាលដំបូង X ជាកាបូន និង/ឬអាសូត Tx ជាសារធាតុបញ្ចប់ផ្ទៃ (ឧ. -OH, -F, -Cl) និង n = 1, 2, 3 ឬ 427.28។ ចាប់តាំងពីការរកឃើញ MXenes ដោយ Naguib et al. Sensorics, Cancer therapy and Membrane filtration 27,29,30។ លើសពីនេះ MXenes អាចត្រូវបានចាត់ទុកថាជាប្រព័ន្ធគំរូ 2D ដោយសារតែស្ថេរភាពកូឡាជែនដ៏ល្អឥតខ្ចោះរបស់វា និងអន្តរកម្មជីវសាស្រ្តដែលអាចកើតមាន 31,32,33,34,35,36។
ដូច្នេះ វិធីសាស្រ្តដែលបានបង្កើតឡើងនៅក្នុងអត្ថបទនេះ និងសម្មតិកម្មស្រាវជ្រាវរបស់យើងត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 1។ យោងតាមសម្មតិកម្មនេះ មីក្រូសារាយបំបែក MXenes ដែលមានមូលដ្ឋានលើ Nb ទៅជាសមាសធាតុមិនពុល ដោយសារតែអន្តរកម្មរូបវិទ្យា-គីមីដែលទាក់ទងនឹងផ្ទៃ ដែលអនុញ្ញាតឱ្យមានការងើបឡើងវិញបន្ថែមទៀតនៃសារាយ។ ដើម្បីសាកល្បងសម្មតិកម្មនេះ សមាជិកពីរនៃក្រុមគ្រួសារនៃកាបូនលោហៈអន្តរកាល និង/ឬនីទ្រីត (MXenes) ដែលមានមូលដ្ឋានលើនីអូប៊ីញ៉ូមដំបូង គឺ Nb2CTx និង Nb4C3TX ត្រូវបានជ្រើសរើស។
វិធីសាស្រ្តស្រាវជ្រាវ និងសម្មតិកម្មផ្អែកលើភស្តុតាងសម្រាប់ការស្តារ MXene ដោយមីក្រូសារាយបៃតង Raphidocelis subcapitata។ សូមចំណាំថា នេះគ្រាន់តែជាតំណាងគ្រោងការណ៍នៃការសន្មត់ផ្អែកលើភស្តុតាងប៉ុណ្ណោះ។ បរិស្ថានបឹងមានភាពខុសគ្នានៅក្នុងឧបករណ៍ផ្ទុកសារធាតុចិញ្ចឹមដែលប្រើ និងលក្ខខណ្ឌ (ឧទាហរណ៍ វដ្តប្រចាំថ្ងៃ និងដែនកំណត់នៃសារធាតុចិញ្ចឹមសំខាន់ៗដែលមាន)។ បង្កើតឡើងដោយ BioRender.com។
ដូច្នេះ ដោយប្រើប្រាស់ MXene ជាប្រព័ន្ធគំរូ យើងបានបើកទ្វារសម្រាប់ការសិក្សាអំពីផលប៉ះពាល់ជីវសាស្រ្តផ្សេងៗដែលមិនអាចសង្កេតឃើញជាមួយនឹងសម្ភារៈណាណូធម្មតាផ្សេងទៀត។ ជាពិសេស យើងបង្ហាញពីលទ្ធភាពនៃការបន្សាបជីវសាស្រ្តនៃសម្ភារៈណាណូពីរវិមាត្រ ដូចជា MXenes ដែលមានមូលដ្ឋានលើ niobium ដោយមីក្រូសារាយ Raphidocelis subcapitata។ មីក្រូសារាយអាចបំបែក Nb-MXenes ទៅជាអុកស៊ីដមិនពុល NbO និង Nb2O5 ដែលក៏ផ្តល់សារធាតុចិញ្ចឹមតាមរយៈយន្តការស្រូបយក niobium ផងដែរ។ ជារួម ការសិក្សានេះឆ្លើយសំណួរជាមូលដ្ឋានដ៏សំខាន់មួយអំពីដំណើរការដែលទាក់ទងនឹងអន្តរកម្មរូបវិទ្យា-គីមីលើផ្ទៃដែលគ្រប់គ្រងយន្តការនៃការបន្សាបជីវសាស្រ្តនៃសម្ភារៈណាណូពីរវិមាត្រ។ លើសពីនេះ យើងកំពុងបង្កើតវិធីសាស្រ្តដែលមានមូលដ្ឋានលើប៉ារ៉ាម៉ែត្ររាងសាមញ្ញសម្រាប់តាមដានការផ្លាស់ប្តូរបន្តិចបន្តួចនៅក្នុងរូបរាងនៃសម្ភារៈណាណូ 2D។ នេះជម្រុញការស្រាវជ្រាវរយៈពេលខ្លី និងរយៈពេលវែងបន្ថែមទៀតទៅលើផលប៉ះពាល់បរិស្ថានផ្សេងៗនៃសម្ភារៈណាណូគ្រីស្តាល់អសរីរាង្គ។ ដូច្នេះ ការសិក្សារបស់យើងបង្កើនការយល់ដឹងអំពីអន្តរកម្មរវាងផ្ទៃសម្ភារៈ និងសម្ភារៈជីវសាស្រ្ត។ យើងក៏កំពុងផ្តល់មូលដ្ឋានសម្រាប់ការសិក្សារយៈពេលខ្លី និងរយៈពេលវែងដែលបានពង្រីកអំពីផលប៉ះពាល់ដែលអាចកើតមានរបស់វាទៅលើប្រព័ន្ធអេកូឡូស៊ីទឹកសាប ដែលឥឡូវនេះអាចត្រូវបានផ្ទៀងផ្ទាត់យ៉ាងងាយស្រួល។
MXenes តំណាងឱ្យថ្នាក់សម្ភារៈគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍មួយដែលមានលក្ខណៈសម្បត្តិរូបវន្ត និងគីមីដ៏ទាក់ទាញ និងប្លែកពីគេ ហើយដូច្នេះកម្មវិធីដែលមានសក្តានុពលជាច្រើន។ លក្ខណៈសម្បត្តិទាំងនេះភាគច្រើនពឹងផ្អែកទៅលើស្តូគីយ៉ូម៉ែត្រី និងគីមីវិទ្យាលើផ្ទៃរបស់វា។ ដូច្នេះ នៅក្នុងការសិក្សារបស់យើង យើងបានស៊ើបអង្កេតប្រភេទពីរនៃ MXenes ស្រទាប់តែមួយ (SL) ដែលមានមូលដ្ឋានលើ Nb គឺ Nb2CTx និង Nb4C3TX ដោយសារឥទ្ធិពលជីវសាស្រ្តផ្សេងៗគ្នានៃសម្ភារៈណាណូទាំងនេះអាចត្រូវបានគេសង្កេតឃើញ។ MXenes ត្រូវបានផលិតចេញពីវត្ថុធាតុដើមរបស់វាដោយការឆ្លាក់ជ្រើសរើសពីលើចុះក្រោមនៃស្រទាប់ A MAX ដំណាក់កាលស្តើងអាតូម។ ដំណាក់កាល MAX គឺជាសេរ៉ាមិចបីជាន់ដែលផ្សំឡើងពីប្លុក "ភ្ជាប់" នៃកាបូនលោហៈអន្តរកាល និងស្រទាប់ស្តើងនៃធាតុ "A" ដូចជា Al, Si និង Sn ជាមួយស្តូគីយ៉ូម៉ែត្រី MnAXn-1។ រូបរាងនៃដំណាក់កាល MAX ដំបូងត្រូវបានគេសង្កេតឃើញដោយមីក្រូទស្សន៍អេឡិចត្រុងស្កេន (SEM) ហើយស្របនឹងការសិក្សាពីមុន (សូមមើលព័ត៌មានបន្ថែម SI រូបភាព S1)។ Nb-MXene ពហុស្រទាប់ (ML) ត្រូវបានទទួលបន្ទាប់ពីយកស្រទាប់ Al ចេញជាមួយ HF 48% (អាស៊ីតអ៊ីដ្រូហ្វ្លុយអូរីក)។ រូបរាងរបស់ ML-Nb2CTx និង ML-Nb4C3TX ត្រូវបានពិនិត្យដោយមីក្រូទស្សន៍អេឡិចត្រុងស្កេន (SEM) (រូបភាព S1c និង S1d រៀងៗខ្លួន) ហើយរូបរាង MXene ស្រទាប់ធម្មតាមួយត្រូវបានគេសង្កេតឃើញ ស្រដៀងគ្នាទៅនឹង nanoflakes ពីរវិមាត្រដែលឆ្លងកាត់រន្ធញើសដែលមានរាងដូចរន្ធញើស។ Nb-MXenes ទាំងពីរមានចំណុចរួមច្រើនជាមួយដំណាក់កាល MXene ដែលត្រូវបានសំយោគពីមុនដោយការឆ្លាក់អាស៊ីត27,38។ បន្ទាប់ពីបញ្ជាក់ពីរចនាសម្ព័ន្ធរបស់ MXene យើងបានដាក់ស្រទាប់វាដោយការបញ្ចូល tetrabutylammonium hydroxide (TBAOOH) បន្ទាប់មកដោយការលាងសម្អាត និង sonication បន្ទាប់ពីនោះយើងទទួលបាន nanoflakes 2D Nb-MXene ស្រទាប់តែមួយ ឬស្រទាប់ទាប (SL)។
យើងបានប្រើមីក្រូទស្សន៍អេឡិចត្រុងបញ្ជូនដែលមានគុណភាពបង្ហាញខ្ពស់ (HRTEM) និងឌីផ្រាក់ស្យុងកាំរស្មីអ៊ិច (XRD) ដើម្បីសាកល្បងប្រសិទ្ធភាពនៃការឆ្លាក់ និងការបកបន្ថែមទៀត។ លទ្ធផល HRTEM ដែលបានដំណើរការដោយប្រើការបំលែងហ្វួរៀលឿនបញ្ច្រាស (IFFT) និងការបំលែងហ្វួរៀលឿន (FFT) ត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 2។ បន្ទះណាណូ Nb-MXene ត្រូវបានតម្រង់ទិសគែមឡើងលើដើម្បីពិនិត្យមើលរចនាសម្ព័ន្ធនៃស្រទាប់អាតូម និងវាស់ចម្ងាយអន្តរប្លង់។ រូបភាព HRTEM នៃបន្ទះណាណូ MXene Nb2CTx និង Nb4C3TX បានបង្ហាញពីលក្ខណៈស្រទាប់ស្តើងអាតូមរបស់វា (សូមមើលរូបភាពទី 2a1, a2) ដូចដែលបានរាយការណ៍ពីមុនដោយ Naguib et al.27 និង Jastrzębska et al.38។ សម្រាប់ស្រទាប់តែមួយ Nb2CTx និង Nb4C3Tx ពីរដែលនៅជាប់គ្នា យើងបានកំណត់ចម្ងាយអន្តរស្រទាប់ 0.74 និង 1.54 nm រៀងគ្នា (រូបភាពទី 2b1,b2) ដែលក៏ស្របនឹងលទ្ធផលពីមុនរបស់យើងផងដែរ38។ នេះត្រូវបានបញ្ជាក់បន្ថែមទៀតដោយការបំលែងហ្វូរៀលឿនបញ្ច្រាស (រូបភាពទី 2c1, c2) និងការបំលែងហ្វូរៀលឿន (រូបភាពទី 2d1, d2) ដែលបង្ហាញចម្ងាយរវាងស្រទាប់តែមួយ Nb2CTx និង Nb4C3Tx។ រូបភាពបង្ហាញពីការឆ្លាស់គ្នានៃក្រុមពន្លឺ និងងងឹតដែលត្រូវគ្នានឹងអាតូមនីអូប៊ីញ៉ូម និងកាបូន ដែលបញ្ជាក់ពីលក្ខណៈស្រទាប់នៃ MXenes ដែលបានសិក្សា។ វាជាការសំខាន់ក្នុងការកត់សម្គាល់ថា វិសាលគមកាំរស្មីអ៊ិចបំបែកថាមពល (EDX) ដែលទទួលបានសម្រាប់ Nb2CTx និង Nb4C3Tx (រូបភាព S2a និង S2b) មិនបានបង្ហាញពីសំណល់នៃដំណាក់កាល MAX ដើមទេ ព្រោះមិនបានរកឃើញកំពូល Al ទេ។
ការកំណត់លក្ខណៈនៃបន្ទះណាណូ MXene SL Nb2CTx និង Nb4C3Tx រួមទាំង (ក) ការថតរូបភាពបន្ទះណាណូ 2D ទិដ្ឋភាពចំហៀងដោយប្រើមីក្រូទស្សន៍អេឡិចត្រុងដែលមានគុណភាពបង្ហាញខ្ពស់ (HRTEM) និងរបៀបដែលត្រូវគ្នា (ខ) របៀបអាំងតង់ស៊ីតេ (គ) ការបំលែងហ្វូរីយ៉េលឿនបញ្ច្រាស (IFFT) (ឃ) ការបំលែងហ្វូរីយ៉េលឿន (FFT) (ង) លំនាំកាំរស្មីអ៊ិច Nb-MXenes។ សម្រាប់ SL 2D Nb2CTx ចំនួនត្រូវបានបង្ហាញជា (a1, b1, c1, d1, e1)។ សម្រាប់ SL 2D Nb4C3Tx ចំនួនត្រូវបានបង្ហាញជា (a2, b2, c2, d2, e1)។
ការវាស់វែងឌីផ្រាក់ស្យុងកាំរស្មីអ៊ិចនៃ SL Nb2CTx និង Nb4C3Tx MXenes ត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 2e1 និង e2 រៀងៗខ្លួន។ កំពូល (002) នៅ 4.31 និង 4.32 ត្រូវគ្នាទៅនឹងស្រទាប់ MXenes Nb2CTx និង Nb4C3TX38,39,40,41 ដែលបានពិពណ៌នាពីមុនរៀងៗខ្លួន។ លទ្ធផល XRD ក៏បង្ហាញពីវត្តមាននៃរចនាសម្ព័ន្ធ ML និងដំណាក់កាល MAX ដែលនៅសេសសល់មួយចំនួន ប៉ុន្តែភាគច្រើនជាលំនាំ XRD ដែលទាក់ទងនឹង SL Nb4C3Tx (រូបភាពទី 2e2)។ វត្តមាននៃភាគល្អិតតូចៗនៃដំណាក់កាល MAX អាចពន្យល់ពីកំពូល MAX ខ្លាំងជាងបើប្រៀបធៀបទៅនឹងស្រទាប់ Nb4C3Tx ដែលដាក់ជង់ដោយចៃដន្យ។
ការស្រាវជ្រាវបន្ថែមទៀតបានផ្តោតលើមីក្រូសារាយពណ៌បៃតងដែលជាកម្មសិទ្ធិរបស់ប្រភេទសត្វ R. subcapitata។ យើងបានជ្រើសរើសមីក្រូសារាយពីព្រោះពួកវាជាអ្នកផលិតដ៏សំខាន់ដែលពាក់ព័ន្ធនឹងបណ្តាញអាហារសំខាន់ៗ42។ ពួកវាក៏ជាសូចនាករមួយក្នុងចំណោមសូចនាករដ៏ល្អបំផុតនៃជាតិពុលដោយសារតែសមត្ថភាពក្នុងការយកសារធាតុពុលដែលត្រូវបាននាំយកទៅកម្រិតខ្ពស់នៃខ្សែសង្វាក់អាហារ43។ លើសពីនេះ ការស្រាវជ្រាវលើ R. subcapitata អាចបង្ហាញពីការពុលដោយចៃដន្យនៃ SL Nb-MXenes ចំពោះអតិសុខុមប្រាណទឹកសាបទូទៅ។ ដើម្បីបង្ហាញពីរឿងនេះ អ្នកស្រាវជ្រាវបានសន្និដ្ឋានថា អតិសុខុមប្រាណនីមួយៗមានភាពរសើបខុសៗគ្នាចំពោះសមាសធាតុពុលដែលមាននៅក្នុងបរិស្ថាន។ ចំពោះសារពាង្គកាយភាគច្រើន កំហាប់ទាបនៃសារធាតុមិនប៉ះពាល់ដល់ការលូតលាស់របស់វាទេ ខណៈពេលដែលកំហាប់លើសពីដែនកំណត់ជាក់លាក់មួយអាចរារាំងពួកវា ឬសូម្បីតែបណ្តាលឱ្យស្លាប់។ ដូច្នេះ សម្រាប់ការសិក្សារបស់យើងអំពីអន្តរកម្មលើផ្ទៃរវាងមីក្រូសារាយ និង MXenes និងការងើបឡើងវិញដែលពាក់ព័ន្ធ យើងបានសម្រេចចិត្តសាកល្បងកំហាប់គ្មានគ្រោះថ្នាក់ និងពុលនៃ Nb-MXenes។ ដើម្បីធ្វើដូចនេះ យើងបានសាកល្បងកំហាប់ 0 (ជាឯកសារយោង) 0.01, 0.1 និង 10 mg l-1 MXene និងបន្ថែមលើមីក្រូសារាយដែលឆ្លងមេរោគជាមួយនឹងកំហាប់ MXene ខ្ពស់ខ្លាំង (100 mg l-1 MXene) ដែលអាចធ្ងន់ធ្ងរ និងសាហាវសម្រាប់បរិស្ថានជីវសាស្រ្តណាមួយ។
ផលប៉ះពាល់នៃ SL Nb-MXenes លើមីក្រូសារាយត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 3 ដែលត្រូវបានបង្ហាញជាភាគរយនៃការជំរុញការលូតលាស់ (+) ឬការរារាំង (-) ដែលវាស់វែងសម្រាប់គំរូ 0 mg l-1។ សម្រាប់ការប្រៀបធៀប ដំណាក់កាល Nb-MAX និង ML Nb-MXenes ក៏ត្រូវបានសាកល្បងផងដែរ ហើយលទ្ធផលត្រូវបានបង្ហាញក្នុង SI (សូមមើលរូបភាព S3)។ លទ្ធផលដែលទទួលបានបានបញ្ជាក់ថា SL Nb-MXenes ស្ទើរតែគ្មានជាតិពុលទាំងស្រុងនៅក្នុងជួរនៃកំហាប់ទាបពី 0.01 ដល់ 10 mg/l ដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 3a,b។ ក្នុងករណី Nb2CTx យើងសង្កេតឃើញជាតិពុលអេកូមិនលើសពី 5% នៅក្នុងជួរដែលបានបញ្ជាក់។
ការជំរុញ (+) ឬការរារាំង (-) នៃការលូតលាស់របស់មីក្រូសារាយនៅក្នុងវត្តមាននៃ SL (ក) Nb2CTx និង (ខ) Nb4C3TX MXene។ អន្តរកម្ម MXene-មីក្រូសារាយរយៈពេល 24, 48 និង 72 ម៉ោងត្រូវបានវិភាគ។ ទិន្នន័យសំខាន់ៗ (t-test, p < 0.05) ត្រូវបានសម្គាល់ដោយសញ្ញាផ្កាយ (*)។ ទិន្នន័យសំខាន់ៗ (t-test, p < 0.05) ត្រូវបានសម្គាល់ដោយសញ្ញាផ្កាយ (*)។ Значимые данные (t-критерий, p < 0,05) отмечены звездочкой (*) ។ ទិន្នន័យសំខាន់ៗ (t-test, p < 0.05) ត្រូវបានសម្គាល់ដោយសញ្ញាផ្កាយ (*)។重要数据（t 检验，p < 0.05）用星号(*) 标记។重要数据（t 检验，p < 0.05）用星号(*) 标记។ Важные данные (t-test, p < 0,05) отмечены звездочкой (*) ។ ទិន្នន័យសំខាន់ៗ (t-test, p < 0.05) ត្រូវបានសម្គាល់ដោយសញ្ញាផ្កាយ (*)។ព្រួញពណ៌ក្រហមបង្ហាញពីការលុបបំបាត់ការរំញោចរារាំង។
ម៉្យាងវិញទៀត កំហាប់ទាបនៃ Nb4C3TX បានប្រែក្លាយទៅជាមានជាតិពុលច្រើនជាងបន្តិច ប៉ុន្តែមិនខ្ពស់ជាង 7% ទេ។ ដូចការរំពឹងទុក យើងបានសង្កេតឃើញថា MXenes មានជាតិពុលខ្ពស់ និងការរារាំងការលូតលាស់របស់មីក្រូសារាយនៅ 100mg L-1។ គួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ គ្មានសម្ភារៈណាមួយបង្ហាញពីនិន្នាការ និងការពឹងផ្អែកលើពេលវេលាដូចគ្នានៃផលប៉ះពាល់ពុល/ពុលបើប្រៀបធៀបទៅនឹងគំរូ MAX ឬ ML (សូមមើល SI សម្រាប់ព័ត៌មានលម្អិត)។ ខណៈពេលដែលសម្រាប់ដំណាក់កាល MAX (សូមមើលរូបភាព S3) ជាតិពុលបានឈានដល់ប្រហែល 15–25% និងកើនឡើងតាមពេលវេលា និន្នាការបញ្ច្រាសត្រូវបានគេសង្កេតឃើញសម្រាប់ SL Nb2CTx និង Nb4C3TX MXene។ ការរារាំងការលូតលាស់របស់មីក្រូសារាយបានថយចុះតាមពេលវេលា។ វាបានឈានដល់ប្រហែល 17% បន្ទាប់ពី 24 ម៉ោង ហើយបានធ្លាក់ចុះមកតិចជាង 5% បន្ទាប់ពី 72 ម៉ោង (រូបភាពទី 3a, b រៀងគ្នា)។
អ្វីដែលសំខាន់ជាងនេះទៅទៀត ចំពោះ SL Nb4C3TX ការរារាំងការលូតលាស់របស់មីក្រូសារាយបានឈានដល់ប្រហែល 27% បន្ទាប់ពី 24 ម៉ោង ប៉ុន្តែបន្ទាប់ពី 72 ម៉ោងវាបានថយចុះមកត្រឹមប្រហែល 1%។ ដូច្នេះ យើងបានដាក់ឈ្មោះឥទ្ធិពលដែលសង្កេតឃើញថាជាការរារាំងបញ្ច្រាសនៃការរំញោច ហើយឥទ្ធិពលគឺខ្លាំងជាងសម្រាប់ SL Nb4C3TX MXene។ ការរំញោចនៃការលូតលាស់របស់មីក្រូសារាយត្រូវបានកត់សម្គាល់មុននេះជាមួយ Nb4C3TX (អន្តរកម្មនៅ 10 mg L-1 រយៈពេល 24 ម៉ោង) បើប្រៀបធៀបជាមួយ SL Nb2CTx MXene។ ឥទ្ធិពលបញ្ច្រាសនៃការរារាំង-រំញោចក៏ត្រូវបានបង្ហាញយ៉ាងច្បាស់នៅក្នុងខ្សែកោងអត្រាទ្វេដងនៃជីវម៉ាស (សូមមើលរូបភាព S4 សម្រាប់ព័ត៌មានលម្អិត)។ រហូតមកដល់ពេលនេះ មានតែជាតិពុលអេកូឡូស៊ីនៃ Ti3C2TX MXene ប៉ុណ្ណោះដែលត្រូវបានសិក្សាតាមវិធីផ្សេងៗគ្នា។ វាមិនពុលចំពោះអំប្រ៊ីយ៉ុងត្រី zebrafish44 ទេ ប៉ុន្តែមានជាតិពុលអេកូឡូស៊ីកម្រិតមធ្យមចំពោះមីក្រូសារាយ Desmodesmus quadricauda និងរុក្ខជាតិ Sorghum saccharatum45។ ឧទាហរណ៍ផ្សេងទៀតនៃផលប៉ះពាល់ជាក់លាក់រួមមានជាតិពុលខ្ពស់ចំពោះខ្សែកោសិកាមហារីកជាងខ្សែកោសិកាធម្មតា46,47។ គេអាចសន្មត់បានថា លក្ខខណ្ឌនៃការធ្វើតេស្តនឹងមានឥទ្ធិពលលើការប្រែប្រួលនៃការលូតលាស់របស់មីក្រូសារាយដែលសង្កេតឃើញនៅក្នុងវត្តមាននៃ Nb-MXenes។ ឧទាហរណ៍ pH ប្រហែល 8 នៅក្នុង stroma chloroplast គឺល្អបំផុតសម្រាប់ប្រតិបត្តិការប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាពនៃអង់ស៊ីម RuBisCO។ ដូច្នេះ ការប្រែប្រួល pH ប៉ះពាល់អវិជ្ជមានដល់អត្រានៃរស្មីសំយោគ 48,49។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ យើងមិនបានសង្កេតឃើញការផ្លាស់ប្តូរគួរឱ្យកត់សម្គាល់នៃ pH ក្នុងអំឡុងពេលពិសោធន៍ទេ (សូមមើល SI, រូបភាព S5 សម្រាប់ព័ត៌មានលម្អិត)។ ជាទូទៅ ការដាំដុះមីក្រូសារាយជាមួយ Nb-MXenes បានកាត់បន្ថយ pH នៃដំណោះស្រាយបន្តិចបន្តួចតាមពេលវេលា។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការថយចុះនេះគឺស្រដៀងគ្នាទៅនឹងការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុង pH នៃឧបករណ៍ផ្ទុកសុទ្ធ។ លើសពីនេះ ជួរនៃការប្រែប្រួលដែលបានរកឃើញគឺស្រដៀងគ្នាទៅនឹងអ្វីដែលវាស់វែងសម្រាប់វប្បធម៌សុទ្ធនៃមីក្រូសារាយ (គំរូត្រួតពិនិត្យ)។ ដូច្នេះ យើងសន្និដ្ឋានថា រស្មីសំយោគមិនត្រូវបានប៉ះពាល់ដោយការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុង pH តាមពេលវេលាទេ។
លើសពីនេះ MXenes សំយោគមានចុងផ្ទៃ (ហៅថា Tx)។ ទាំងនេះភាគច្រើនជាក្រុមមុខងារ -O, -F និង -OH។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ គីមីវិទ្យាផ្ទៃមានទំនាក់ទំនងដោយផ្ទាល់ទៅនឹងវិធីសាស្ត្រសំយោគ។ ក្រុមទាំងនេះត្រូវបានគេដឹងថាត្រូវបានចែកចាយដោយចៃដន្យលើផ្ទៃ ដែលធ្វើឱ្យវាពិបាកក្នុងការទស្សន៍ទាយឥទ្ធិពលរបស់វាទៅលើលក្ខណៈសម្បត្តិរបស់ MXene50។ វាអាចត្រូវបានអះអាងថា Tx អាចជាកម្លាំងកាតាលីករសម្រាប់អុកស៊ីតកម្មនៃនីអូប៊ីញ៉ូមដោយពន្លឺ។ ក្រុមមុខងារផ្ទៃពិតជាផ្តល់នូវកន្លែងយុថ្កាច្រើនសម្រាប់ photocatalysts មូលដ្ឋានរបស់ពួកគេដើម្បីបង្កើត heterojunctions51។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ សមាសធាតុឧបករណ៍ផ្ទុកកំណើនមិនបានផ្តល់នូវ photocatalyst មានប្រសិទ្ធភាពទេ (សមាសធាតុឧបករណ៍ផ្ទុកលម្អិតអាចរកបាននៅក្នុងតារាង SI S6)។ លើសពីនេះ ការកែប្រែផ្ទៃណាមួយក៏សំខាន់ខ្លាំងណាស់ដែរ ព្រោះសកម្មភាពជីវសាស្រ្តរបស់ MXenes អាចត្រូវបានផ្លាស់ប្តូរដោយសារតែការកែច្នៃស្រទាប់ក្រោយ អុកស៊ីតកម្ម ការកែប្រែផ្ទៃគីមីនៃសមាសធាតុសរីរាង្គ និងអសរីរាង្គ52,53,54,55,56 ឬវិស្វកម្មបន្ទុកផ្ទៃ38។ ដូច្នេះ ដើម្បីសាកល្បងថាតើអុកស៊ីដនីអូប៊ីញ៉ូមមានជាប់ទាក់ទងនឹងអស្ថិរភាពនៃសម្ភារៈនៅក្នុងឧបករណ៍ផ្ទុកឬអត់ យើងបានធ្វើការសិក្សាអំពីសក្តានុពលហ្សេតា (ζ) នៅក្នុងឧបករណ៍ផ្ទុកការលូតលាស់របស់មីក្រូសារាយ និងទឹកដែលគ្មានអ៊ីយ៉ូដ (សម្រាប់ការប្រៀបធៀប)។ លទ្ធផលរបស់យើងបង្ហាញថា SL Nb-MXenes មានស្ថេរភាពល្មម (សូមមើលរូបភាព S6 នៃ SI សម្រាប់លទ្ធផល MAX និង ML)។ សក្តានុពលហ្សេតារបស់ SL MXenes គឺប្រហែល -10 mV។ ក្នុងករណី SR Nb2CTx តម្លៃនៃ ζ គឺអវិជ្ជមានច្រើនជាង Nb4C3Tx។ ការផ្លាស់ប្តូរបែបនេះនៅក្នុងតម្លៃ ζ អាចបង្ហាញថាផ្ទៃនៃណាណូហ្វ្លេក MXene ដែលមានបន្ទុកអវិជ្ជមានស្រូបយកអ៊ីយ៉ុងដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមានពីឧបករណ៍ផ្ទុកវប្បធម៌។ ការវាស់វែងតាមពេលវេលានៃសក្តានុពលហ្សេតា និងចរន្តនៃ Nb-MXenes នៅក្នុងឧបករណ៍ផ្ទុកវប្បធម៌ (សូមមើលរូបភាព S7 និង S8 នៅក្នុង SI សម្រាប់ព័ត៌មានលម្អិតបន្ថែម) ហាក់ដូចជាគាំទ្រសម្មតិកម្មរបស់យើង។
ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ SL Nb-MXene ទាំងពីរបានបង្ហាញពីការផ្លាស់ប្តូរតិចតួចបំផុតពីសូន្យ។ នេះបង្ហាញយ៉ាងច្បាស់ពីស្ថេរភាពរបស់ពួកវានៅក្នុងឧបករណ៍ផ្ទុកការលូតលាស់របស់មីក្រូសារាយ។ លើសពីនេះ យើងបានវាយតម្លៃថាតើវត្តមានរបស់មីក្រូសារាយពណ៌បៃតងរបស់យើងនឹងប៉ះពាល់ដល់ស្ថេរភាពរបស់ Nb-MXenes នៅក្នុងឧបករណ៍ផ្ទុកដែរឬទេ។ លទ្ធផលនៃសក្តានុពលហ្សេតា និងចរន្តអគ្គិសនីរបស់ MXenes បន្ទាប់ពីអន្តរកម្មជាមួយមីក្រូសារាយនៅក្នុងឧបករណ៍ផ្ទុកសារធាតុចិញ្ចឹម និងវប្បធម៌តាមពេលវេលាអាចរកបាននៅក្នុង SI (រូបភាព S9 និង S10)។ គួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ យើងបានកត់សម្គាល់ឃើញថាវត្តមានរបស់មីក្រូសារាយហាក់ដូចជាធ្វើឱ្យការបែកខ្ចាត់ខ្ចាយរបស់ MXenes ទាំងពីរមានស្ថេរភាព។ ក្នុងករណី Nb2CTx SL សក្តានុពលហ្សេតាកាន់តែថយចុះបន្តិចតាមពេលវេលាទៅជាតម្លៃអវិជ្ជមានច្រើនជាង (-15.8 ទល់នឹង -19.1 mV បន្ទាប់ពីការភ្ញាស់រយៈពេល 72 ម៉ោង)។ សក្តានុពលហ្សេតារបស់ SL Nb4C3TX បានកើនឡើងបន្តិច ប៉ុន្តែបន្ទាប់ពី 72 ម៉ោង វានៅតែបង្ហាញពីស្ថេរភាពខ្ពស់ជាង nanoflakes ដោយគ្មានវត្តមានរបស់មីក្រូសារាយ (-18.1 ទល់នឹង -9.1 mV)។
យើងក៏បានរកឃើញចរន្តអគ្គិសនីទាបនៃដំណោះស្រាយ Nb-MXene ដែលភ្ញាស់នៅក្នុងវត្តមាននៃមីក្រូសារាយ ដែលបង្ហាញពីបរិមាណអ៊ីយ៉ុងទាបនៅក្នុងឧបករណ៍ផ្ទុកសារធាតុចិញ្ចឹម។ ជាពិសេស ភាពមិនស្ថិតស្ថេរនៃ MXenes នៅក្នុងទឹកភាគច្រើនគឺដោយសារតែអុកស៊ីតកម្មលើផ្ទៃ57។ ដូច្នេះ យើងសង្ស័យថាមីក្រូសារាយពណ៌បៃតងបានសម្អាតអុកស៊ីតកម្មដែលបង្កើតឡើងនៅលើផ្ទៃនៃ Nb-MXene ហើយថែមទាំងការពារការកើតឡើងរបស់វាទៀតផង (អុកស៊ីតកម្មនៃ MXene)។ នេះអាចមើលឃើញដោយការសិក្សាអំពីប្រភេទសារធាតុដែលស្រូបយកដោយមីក្រូសារាយ។
ខណៈពេលដែលការសិក្សាអំពីជាតិពុលអេកូឡូស៊ីរបស់យើងបានបង្ហាញថា មីក្រូសារាយអាចយកឈ្នះលើជាតិពុលនៃ Nb-MXenes តាមពេលវេលា និងការរារាំងមិនធម្មតានៃការលូតលាស់ដែលជំរុញ គោលបំណងនៃការសិក្សារបស់យើងគឺដើម្បីស៊ើបអង្កេតយន្តការសកម្មភាពដែលអាចធ្វើទៅបាន។ នៅពេលដែលសារពាង្គកាយដូចជាសារាយត្រូវបានប៉ះពាល់នឹងសមាសធាតុ ឬសម្ភារៈដែលមិនធ្លាប់ស្គាល់ចំពោះប្រព័ន្ធអេកូឡូស៊ីរបស់វា ពួកវាអាចមានប្រតិកម្មតាមវិធីផ្សេងៗគ្នា 58,59។ ក្នុងករណីដែលគ្មានអុកស៊ីដលោហៈពុល មីក្រូសារាយអាចចិញ្ចឹមខ្លួនឯង ដែលអនុញ្ញាតឱ្យពួកវាលូតលាស់ជាបន្តបន្ទាប់ 60។ បន្ទាប់ពីទទួលទានសារធាតុពុល យន្តការការពារអាចត្រូវបានធ្វើឱ្យសកម្ម ដូចជាការផ្លាស់ប្តូររូបរាង ឬទម្រង់។ លទ្ធភាពនៃការស្រូបយកក៏ត្រូវតែពិចារណាផងដែរ 58,59។ ជាពិសេស សញ្ញាណាមួយនៃយន្តការការពារគឺជាសូចនាករច្បាស់លាស់នៃជាតិពុលនៃសមាសធាតុសាកល្បង។ ដូច្នេះ នៅក្នុងការងារបន្ថែមរបស់យើង យើងបានស៊ើបអង្កេតអន្តរកម្មផ្ទៃដែលអាចកើតមានរវាង SL Nb-MXene nanoflakes និងមីក្រូសារាយដោយ SEM និងការស្រូបយក MXene ដែលមានមូលដ្ឋានលើ Nb ដោយវិសាលគមពន្លឺអ៊ិច (XRF)។ ចំណាំថាការវិភាគ SEM និង XRF ត្រូវបានអនុវត្តតែនៅកំហាប់ខ្ពស់បំផុតនៃ MXene ដើម្បីដោះស្រាយបញ្ហាពុលសកម្មភាព។
លទ្ធផល SEM ត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី៤។ កោសិកាមីក្រូសារាយដែលមិនទាន់បានព្យាបាល (សូមមើលរូបភាពទី៤ក គំរូយោង) បានបង្ហាញយ៉ាងច្បាស់នូវរូបរាងធម្មតារបស់ R. subcapitata និងរូបរាងកោសិកាដូចនំក្រូសង់។ កោសិកាមើលទៅហាក់ដូចជាសំប៉ែត និងមិនមានរបៀបរៀបរយ។ កោសិកាមីក្រូសារាយមួយចំនួនត្រួតស៊ីគ្នា និងជាប់គ្នា ប៉ុន្តែនេះទំនងជាបណ្តាលមកពីដំណើរការរៀបចំគំរូ។ ជាទូទៅ កោសិកាមីក្រូសារាយសុទ្ធមានផ្ទៃរលោង ហើយមិនបានបង្ហាញការផ្លាស់ប្តូររូបរាងណាមួយឡើយ។
រូបភាព SEM បង្ហាញពីអន្តរកម្មលើផ្ទៃរវាងមីក្រូសារាយបៃតង និងសន្លឹកណាណូ MXene បន្ទាប់ពីអន្តរកម្មរយៈពេល 72 ម៉ោងក្នុងកំហាប់ខ្លាំង (100 mg L-1)។ (ក) មីក្រូសារាយបៃតងដែលមិនទាន់បានព្យាបាលបន្ទាប់ពីអន្តរកម្មជាមួយ SL (ខ) Nb2CTx និង (គ) Nb4C3TX MXenes។ ចំណាំថា បន្ទះណាណូ Nb-MXene ត្រូវបានសម្គាល់ដោយព្រួញពណ៌ក្រហម។ សម្រាប់ការប្រៀបធៀប រូបថតពីមីក្រូទស្សន៍អុបទិកក៏ត្រូវបានបន្ថែមផងដែរ។
ផ្ទុយទៅវិញ កោសិកាមីក្រូសារាយដែលស្រូបយកដោយបន្ទះណាណូ SL Nb-MXene ត្រូវបានខូចខាត (សូមមើលរូបភាពទី 4b, c ព្រួញពណ៌ក្រហម)។ ក្នុងករណី Nb2CTx MXene (រូបភាពទី 4b) មីក្រូសារាយមានទំនោរលូតលាស់ជាមួយនឹងមាត្រដ្ឋានណាណូពីរវិមាត្រដែលភ្ជាប់គ្នា ដែលអាចផ្លាស់ប្តូររូបរាងរបស់វា។ ជាពិសេស យើងក៏បានសង្កេតឃើញការផ្លាស់ប្តូរទាំងនេះក្រោមមីក្រូទស្សន៍ពន្លឺ (សូមមើលរូបភាព SI S11 សម្រាប់ព័ត៌មានលម្អិត)។ ការផ្លាស់ប្តូររូបរាងនេះមានមូលដ្ឋានសមហេតុផលនៅក្នុងសរីរវិទ្យានៃមីក្រូសារាយ និងសមត្ថភាពរបស់វាក្នុងការការពារខ្លួនដោយការផ្លាស់ប្តូររូបរាងកោសិកា ដូចជាការបង្កើនបរិមាណកោសិកា 61។ ដូច្នេះ វាជាការសំខាន់ណាស់ក្នុងការពិនិត្យមើលចំនួនកោសិកាមីក្រូសារាយដែលពិតជាមានទំនាក់ទំនងជាមួយ Nb-MXenes។ ការសិក្សា SEM បានបង្ហាញថា ប្រហែល 52% នៃកោសិកាមីក្រូសារាយត្រូវបានប៉ះពាល់នឹង Nb-MXenes ខណៈពេលដែល 48% នៃកោសិកាមីក្រូសារាយទាំងនេះបានជៀសវាងការប៉ះពាល់។ ចំពោះ SL Nb4C3Tx MXene មីក្រូសារាយព្យាយាមជៀសវាងការប៉ះពាល់ជាមួយ MXene ដោយហេតុនេះធ្វើមូលដ្ឋានីយកម្ម និងលូតលាស់ពីណាណូស្កែលពីរវិមាត្រ (រូបភាពទី 4c)។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ យើងមិនបានសង្កេតឃើញការជ្រៀតចូលនៃណាណូស្កែលចូលទៅក្នុងកោសិកាមីក្រូសារាយ និងការខូចខាតរបស់វាទេ។
ការអភិរក្សខ្លួនឯងក៏ជាឥរិយាបថឆ្លើយតបដែលពឹងផ្អែកលើពេលវេលាចំពោះការស្ទះនៃរស្មីសំយោគដោយសារតែការស្រូបយកភាគល្អិតនៅលើផ្ទៃកោសិកា និងឥទ្ធិពលដែលហៅថាការដាក់ស្រមោល (ការដាក់ស្រមោល)62។ វាច្បាស់ណាស់ថាវត្ថុនីមួយៗ (ឧទាហរណ៍ ណាណូហ្វាក Nb-MXene) ដែលស្ថិតនៅចន្លោះមីក្រូសារាយ និងប្រភពពន្លឺកំណត់បរិមាណពន្លឺដែលស្រូបយកដោយក្លរ៉ូផ្លាស។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ យើងមិនមានការសង្ស័យទេថា នេះមានផលប៉ះពាល់យ៉ាងសំខាន់ទៅលើលទ្ធផលដែលទទួលបាន។ ដូចដែលបានបង្ហាញដោយការសង្កេតមីក្រូទស្សន៍របស់យើង ណាណូហ្វាក 2D មិនត្រូវបានរុំ ឬស្អិតជាប់នឹងផ្ទៃមីក្រូសារាយទាំងស្រុងនោះទេ សូម្បីតែពេលដែលកោសិកាមីក្រូសារាយមានទំនាក់ទំនងជាមួយ Nb-MXenes ក៏ដោយ។ ផ្ទុយទៅវិញ ណាណូហ្វាកបានប្រែទៅជាតម្រង់ទិសទៅកាន់កោសិកាមីក្រូសារាយដោយមិនគ្របដណ្តប់លើផ្ទៃរបស់វា។ សំណុំនៃណាណូហ្វាក/មីក្រូសារាយបែបនេះមិនអាចកំណត់បរិមាណពន្លឺដែលស្រូបយកដោយកោសិកាមីក្រូសារាយបានយ៉ាងសំខាន់នោះទេ។ លើសពីនេះ ការសិក្សាមួយចំនួនថែមទាំងបានបង្ហាញពីភាពប្រសើរឡើងនៃការស្រូបយកពន្លឺដោយសារពាង្គកាយធ្វើរស្មីសំយោគនៅក្នុងវត្តមាននៃសម្ភារៈណាណូពីរវិមាត្រ 63,64,65,66។
ដោយសាររូបភាព SEM មិនអាចបញ្ជាក់ដោយផ្ទាល់អំពីការស្រូបយកនីអូប៊ីញ៉ូមដោយកោសិកាមីក្រូសារាយ ការសិក្សាបន្ថែមរបស់យើងបានងាកទៅរកការវិភាគពន្លឺអ៊ិច (XRF) និងវិសាលគមហ្វូតូអេឡិចត្រុងកាំរស្មីអ៊ិច (XPS) ដើម្បីបញ្ជាក់បញ្ហានេះ។ ដូច្នេះ យើងបានប្រៀបធៀបអាំងតង់ស៊ីតេនៃកំពូល Nb នៃគំរូមីក្រូសារាយយោងដែលមិនមានអន្តរកម្មជាមួយ MXenes បន្ទះណាណូ MXene ដែលផ្ដាច់ចេញពីផ្ទៃកោសិកាមីក្រូសារាយ និងកោសិកាមីក្រូសារាយបន្ទាប់ពីការដកយក MXenes ដែលភ្ជាប់ចេញ។ គួរកត់សម្គាល់ថា ប្រសិនបើមិនមានការស្រូបយក Nb ទេ តម្លៃ Nb ដែលទទួលបានដោយកោសិកាមីក្រូសារាយគួរតែជាសូន្យបន្ទាប់ពីការដកយកណាណូស្កែលដែលភ្ជាប់ចេញ។ ដូច្នេះ ប្រសិនបើការស្រូបយក Nb កើតឡើង ទាំងលទ្ធផល XRF និង XPS គួរតែបង្ហាញកំពូល Nb ច្បាស់លាស់។
ក្នុងករណីនៃវិសាលគម XRF គំរូមីក្រូសារាយបានបង្ហាញកំពូល Nb សម្រាប់ SL Nb2CTx និង Nb4C3Tx MXene បន្ទាប់ពីអន្តរកម្មជាមួយ SL Nb2CTx និង Nb4C3Tx MXene (សូមមើលរូបភាពទី 5a សូមចំណាំផងដែរថាលទ្ធផលសម្រាប់ MAX និង ML MXenes ត្រូវបានបង្ហាញក្នុង SI រូបភាព S12–C17)។ គួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ អាំងតង់ស៊ីតេនៃកំពូល Nb គឺដូចគ្នានៅក្នុងករណីទាំងពីរ (របារពណ៌ក្រហមក្នុងរូបភាពទី 5a)។ នេះបង្ហាញថាសារាយមិនអាចស្រូបយក Nb បានច្រើនទេ ហើយសមត្ថភាពអតិបរមាសម្រាប់ការប្រមូលផ្តុំ Nb ត្រូវបានសម្រេចនៅក្នុងកោសិកា ទោះបីជា Nb4C3Tx MXene ច្រើនជាងពីរដងត្រូវបានភ្ជាប់ទៅនឹងកោសិកាមីក្រូសារាយក៏ដោយ (របារពណ៌ខៀវក្នុងរូបភាពទី 5a)។ ជាពិសេស សមត្ថភាពរបស់មីក្រូសារាយក្នុងការស្រូបយកលោហៈអាស្រ័យលើកំហាប់នៃអុកស៊ីដលោហៈនៅក្នុងបរិស្ថាន67,68។ Shamshada et al.67 បានរកឃើញថាសមត្ថភាពស្រូបយករបស់សារាយទឹកសាបថយចុះជាមួយនឹងការកើនឡើង pH។ Raize et al.68 បានកត់សម្គាល់ថាសមត្ថភាពរបស់សារាយសមុទ្រក្នុងការស្រូបយកលោហធាតុគឺខ្ពស់ជាងប្រហែល 25% សម្រាប់ Pb2+ ជាង Ni2+។
(ក) លទ្ធផល XRF នៃការស្រូបយក Nb មូលដ្ឋានដោយកោសិកាមីក្រូសារាយពណ៌បៃតង ដែលត្រូវបានភ្ញាស់ក្នុងកំហាប់ខ្លាំងនៃ SL Nb-MXenes (100 mg L-1) រយៈពេល 72 ម៉ោង។ លទ្ធផលបង្ហាញពីវត្តមានរបស់ α នៅក្នុងកោសិកាមីក្រូសារាយសុទ្ធ (គំរូត្រួតពិនិត្យ ជួរឈរពណ៌ប្រផេះ) បន្ទះណាណូ 2D ដែលញែកចេញពីកោសិកាមីក្រូសារាយលើផ្ទៃ (ជួរឈរពណ៌ខៀវ) និងកោសិកាមីក្រូសារាយ បន្ទាប់ពីការបំបែកបន្ទះណាណូ 2D ចេញពីផ្ទៃ (ជួរឈរពណ៌ក្រហម)។ បរិមាណ Nb ធាតុ, (ខ) ភាគរយនៃសមាសធាតុគីមីនៃសមាសធាតុសរីរាង្គមីក្រូសារាយ (C=O និង CHx/C–O) និងអុកស៊ីដ Nb ដែលមាននៅក្នុងកោសិកាមីក្រូសារាយ បន្ទាប់ពីការភ្ញាស់ជាមួយ SL Nb-MXenes, (គ–ង) ការសមនៃកំពូលសមាសធាតុនៃវិសាលគម XPS SL Nb2CTx និង (fh) SL Nb4C3Tx MXene ដែលត្រូវបានធ្វើដោយកោសិកាមីក្រូសារាយ។
ដូច្នេះ យើងរំពឹងថា Nb អាចត្រូវបានស្រូបយកដោយកោសិកាសារាយក្នុងទម្រង់ជាអុកស៊ីដ។ ដើម្បីសាកល្បងវា យើងបានធ្វើការសិក្សា XPS លើ MXenes Nb2CTx និង Nb4C3TX និងកោសិកាសារាយ។ លទ្ធផលនៃអន្តរកម្មនៃមីក្រូសារាយជាមួយ Nb-MXenes និង MXenes ដែលញែកចេញពីកោសិកាសារាយត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 5b។ ដូចដែលរំពឹងទុក យើងបានរកឃើញកំពូល Nb 3d នៅក្នុងគំរូមីក្រូសារាយបន្ទាប់ពីការដក MXene ចេញពីផ្ទៃនៃមីក្រូសារាយ។ ការកំណត់បរិមាណនៃអុកស៊ីដ C=O, CHx/CO និង Nb ត្រូវបានគណនាដោយផ្អែកលើវិសាលគម Nb 3d, O 1s និង C 1s ដែលទទួលបានជាមួយ Nb2CTx SL (រូបភាពទី 5c-e) និង Nb4C3Tx SL (រូបភាពទី 5c-e)។ ) ដែលទទួលបានពីមីក្រូសារាយដែលបានភ្ញាស់។ រូបភាពទី 5f-h) MXenes។ តារាង S1-3 បង្ហាញព័ត៌មានលម្អិតនៃប៉ារ៉ាម៉ែត្រកំពូល និងគីមីវិទ្យាទូទៅដែលជាលទ្ធផលនៃការសមស្រប។ គួរកត់សម្គាល់ថាតំបន់ Nb 3d នៃ Nb2CTx SL និង Nb4C3Tx SL (រូបភាពទី 5c, f) ត្រូវគ្នាទៅនឹងសមាសធាតុ Nb2O5 មួយ។ នៅទីនេះ យើងមិនបានរកឃើញកំពូលដែលទាក់ទងនឹង MXene នៅក្នុងវិសាលគមទេ ដែលបង្ហាញថាកោសិកាមីក្រូសារាយស្រូបយកតែទម្រង់អុកស៊ីដនៃ Nb ប៉ុណ្ណោះ។ លើសពីនេះ យើងបានប៉ាន់ស្មានវិសាលគម C1s ជាមួយនឹងសមាសធាតុ C–C, CHx/C–O, C=O និង –COOH។ យើងបានកំណត់កំពូល CHx/C–O និង C=O ទៅនឹងការរួមចំណែកសរីរាង្គនៃកោសិកាមីក្រូសារាយ។ សមាសធាតុសរីរាង្គទាំងនេះមានចំនួន 36% និង 41% នៃកំពូល C1s នៅក្នុង Nb2CTx SL និង Nb4C3TX SL រៀងៗខ្លួន។ បន្ទាប់មកយើងបានបញ្ចូលវិសាលគម O1s នៃ SL Nb2CTx និង SL Nb4C3TX ជាមួយ Nb2O5 សមាសធាតុសរីរាង្គនៃមីក្រូសារាយ (CHx/CO) និងទឹកដែលស្រូបយកលើផ្ទៃ។
ជាចុងក្រោយ លទ្ធផល XPS បានបង្ហាញយ៉ាងច្បាស់អំពីទម្រង់នៃ Nb មិនមែនគ្រាន់តែវត្តមានរបស់វានោះទេ។ យោងតាមទីតាំងនៃសញ្ញា Nb 3d និងលទ្ធផលនៃការវិភាគ យើងបញ្ជាក់ថា Nb ត្រូវបានស្រូបយកតែក្នុងទម្រង់ជាអុកស៊ីដប៉ុណ្ណោះ មិនមែនអ៊ីយ៉ុង ឬ MXene ខ្លួនឯងទេ។ លើសពីនេះ លទ្ធផល XPS បានបង្ហាញថាកោសិកាមីក្រូសារាយមានសមត្ថភាពខ្ពស់ជាងក្នុងការស្រូបយកអុកស៊ីដ Nb ពី SL Nb2CTx បើប្រៀបធៀបទៅនឹង SL Nb4C3TX MXene។
ខណៈពេលដែលលទ្ធផលនៃការស្រូបយក Nb របស់យើងគឺគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ និងអនុញ្ញាតឱ្យយើងកំណត់អត្តសញ្ញាណការរិចរិល MXene មិនមានវិធីសាស្រ្តណាមួយដែលអាចរកបានដើម្បីតាមដានការផ្លាស់ប្តូររូបវិទ្យាដែលពាក់ព័ន្ធនៅក្នុង nanoflakes 2D នោះទេ។ ដូច្នេះ យើងក៏បានសម្រេចចិត្តបង្កើតវិធីសាស្រ្តសមស្របមួយដែលអាចឆ្លើយតបដោយផ្ទាល់ទៅនឹងការផ្លាស់ប្តូរណាមួយដែលកើតឡើងនៅក្នុង nanoflakes Nb-MXene 2D និងកោសិកាមីក្រូសារាយ។ វាជារឿងសំខាន់ក្នុងការកត់សម្គាល់ថា យើងសន្មតថា ប្រសិនបើប្រភេទសត្វដែលមានអន្តរកម្មឆ្លងកាត់ការផ្លាស់ប្តូរ ការរលួយ ឬការបំបែកណាមួយ នេះគួរតែបង្ហាញឱ្យឃើញយ៉ាងឆាប់រហ័សថាជាការផ្លាស់ប្តូរប៉ារ៉ាម៉ែត្ររូបរាង ដូចជាអង្កត់ផ្ចិតនៃផ្ទៃរង្វង់សមមូល ភាពមូល ទទឹង Feret ឬប្រវែង Feret។ ដោយសារប៉ារ៉ាម៉ែត្រទាំងនេះគឺសមរម្យសម្រាប់ការពិពណ៌នាអំពីភាគល្អិតពន្លូត ឬ nanoflakes ពីរវិមាត្រ ការតាមដានរបស់ពួកគេដោយការវិភាគរូបរាងភាគល្អិតថាមវន្តនឹងផ្តល់ឱ្យយើងនូវព័ត៌មានដ៏មានតម្លៃអំពីការបំលែងរូបវិទ្យានៃ nanoflakes SL Nb-MXene កំឡុងពេលកាត់បន្ថយ។
លទ្ធផលដែលទទួលបានត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 6។ សម្រាប់ការប្រៀបធៀប យើងក៏បានសាកល្បងដំណាក់កាល MAX ដើម និង ML-MXenes (សូមមើលរូបភាព SI S18 និង S19)។ ការវិភាគថាមវន្តនៃរូបរាងភាគល្អិតបានបង្ហាញថាប៉ារ៉ាម៉ែត្ររូបរាងទាំងអស់នៃ Nb-MXene SLs ពីរបានផ្លាស់ប្តូរគួរឱ្យកត់សម្គាល់បន្ទាប់ពីអន្តរកម្មជាមួយមីក្រូសារាយ។ ដូចដែលបានបង្ហាញដោយប៉ារ៉ាម៉ែត្រអង្កត់ផ្ចិតផ្ទៃរង្វង់សមមូល (រូបភាពទី 6a, ខ) អាំងតង់ស៊ីតេកំពូលដែលថយចុះនៃប្រភាគនៃណាណូហ្វាកធំៗបង្ហាញថាពួកវាមានទំនោររលួយទៅជាបំណែកតូចៗ។ នៅលើរូបភាពទី 6c, d បង្ហាញពីការថយចុះនៃកំពូលដែលទាក់ទងនឹងទំហំឆ្លងកាត់នៃហ្វាក (ការលាតសន្ធឹងនៃណាណូហ្វាក) ដែលបង្ហាញពីការបំលែងណាណូហ្វាក 2D ទៅជារូបរាងដូចភាគល្អិត។ រូបភាពទី 6e-h បង្ហាញទទឹង និងប្រវែងនៃ Feret រៀងៗខ្លួន។ ទទឹង និងប្រវែង Feret គឺជាប៉ារ៉ាម៉ែត្របំពេញបន្ថែម ហើយដូច្នេះគួរតែត្រូវបានពិចារណារួមគ្នា។ បន្ទាប់ពីការភ្ញាស់ណាណូហ្វាក 2D Nb-MXene នៅក្នុងវត្តមាននៃមីក្រូសារាយ កំពូលទំនាក់ទំនង Feret របស់ពួកវាបានផ្លាស់ប្តូរ ហើយអាំងតង់ស៊ីតេរបស់វាថយចុះ។ ដោយផ្អែកលើលទ្ធផលទាំងនេះរួមផ្សំជាមួយនឹងរូបវិទ្យា XRF និង XPS យើងបានសន្និដ្ឋានថាការផ្លាស់ប្តូរដែលសង្កេតឃើញមានទំនាក់ទំនងយ៉ាងខ្លាំងទៅនឹងអុកស៊ីតកម្ម នៅពេលដែល MXenes ដែលបានអុកស៊ីតកម្មកាន់តែជ្រីវជ្រួញ និងបំបែកទៅជាបំណែកៗ និងភាគល្អិតអុកស៊ីដស្វ៊ែរ 69,70។
ការវិភាគអំពីការបំលែង MXene បន្ទាប់ពីអន្តរកម្មជាមួយមីក្រូសារាយពណ៌បៃតង។ ការវិភាគរូបរាងភាគល្អិតថាមវន្តគិតគូរពីប៉ារ៉ាម៉ែត្រដូចជា (ក, ខ) អង្កត់ផ្ចិតនៃផ្ទៃរង្វង់សមមូល (គ, ឃ) ភាពមូល (ង, ច) ទទឹង Feret និង (ជ, ជ) ប្រវែង Feret។ ចំពោះគោលបំណងនេះ គំរូមីក្រូសារាយយោងពីរត្រូវបានវិភាគរួមគ្នាជាមួយ MXenes SL Nb2CTx និង SL Nb4C3Tx MXenes បឋម មីក្រូសារាយរលួយ និងមីក្រូសារាយ SL Nb2CTx និង SL Nb4C3Tx MXenes ដែលបានព្យាបាល។ ព្រួញពណ៌ក្រហមបង្ហាញពីការផ្លាស់ប្តូរប៉ារ៉ាម៉ែត្ររូបរាងនៃណាណូពីរវិមាត្រដែលបានសិក្សា។
ដោយសារការវិភាគប៉ារ៉ាម៉ែត្ររូបរាងមានភាពជឿជាក់ខ្ពស់ វាក៏អាចបង្ហាញពីការផ្លាស់ប្តូររូបវិទ្យានៅក្នុងកោសិកាមីក្រូសារាយផងដែរ។ ដូច្នេះ យើងបានវិភាគអង្កត់ផ្ចិតផ្ទៃរង្វង់សមមូល ភាពមូល និងទទឹង/ប្រវែង Feret នៃកោសិកាមីក្រូសារាយសុទ្ធ និងកោសិកាបន្ទាប់ពីអន្តរកម្មជាមួយណាណូ Nb 2D។ នៅលើរូបភាពទី 6a-h បង្ហាញពីការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងប៉ារ៉ាម៉ែត្ររូបរាងនៃកោសិកាសារាយ ដូចដែលបានបង្ហាញដោយការថយចុះនៃអាំងតង់ស៊ីតេកំពូល និងការផ្លាស់ប្តូរអតិបរមាឆ្ពោះទៅរកតម្លៃខ្ពស់ជាង។ ជាពិសេស ប៉ារ៉ាម៉ែត្រភាពមូលកោសិកាបានបង្ហាញពីការថយចុះនៃកោសិកាពន្លូត និងការកើនឡើងនៃកោសិកាស្វ៊ែរ (រូបភាពទី 6a, ខ)។ លើសពីនេះ ទទឹងកោសិកា Feret បានកើនឡើងជាច្រើនមីក្រូម៉ែត្របន្ទាប់ពីអន្តរកម្មជាមួយ SL Nb2CTx MXene (រូបភាពទី 6e) បើប្រៀបធៀបទៅនឹង SL Nb4C3TX MXene (រូបភាពទី 6f)។ យើងសង្ស័យថា នេះអាចបណ្តាលមកពីការស្រូបយកអុកស៊ីដ Nb យ៉ាងខ្លាំងដោយមីក្រូសារាយនៅពេលមានអន្តរកម្មជាមួយ Nb2CTx SR។ ការភ្ជាប់បន្ទះ Nb ដែលមិនសូវរឹងទៅនឹងផ្ទៃរបស់វាអាចបណ្តាលឱ្យមានការលូតលាស់កោសិកាជាមួយនឹងឥទ្ធិពលស្រមោលតិចតួចបំផុត។
ការសង្កេតរបស់យើងអំពីការផ្លាស់ប្តូរប៉ារ៉ាម៉ែត្រនៃរូបរាង និងទំហំនៃមីក្រូសារាយបំពេញបន្ថែមការសិក្សាផ្សេងទៀត។ មីក្រូសារាយបៃតងអាចផ្លាស់ប្តូររូបរាងរបស់វាជាការឆ្លើយតបទៅនឹងភាពតានតឹងបរិស្ថានដោយការផ្លាស់ប្តូរទំហំកោសិកា រូបរាង ឬការរំលាយអាហារ61។ ឧទាហរណ៍ ការផ្លាស់ប្តូរទំហំនៃកោសិកាជួយសម្រួលដល់ការស្រូបយកសារធាតុចិញ្ចឹម71។ កោសិកាសារាយតូចៗបង្ហាញពីការស្រូបយកសារធាតុចិញ្ចឹមទាប និងអត្រាកំណើនចុះខ្សោយ។ ផ្ទុយទៅវិញ កោសិកាធំៗមានទំនោរប្រើប្រាស់សារធាតុចិញ្ចឹមច្រើន ដែលបន្ទាប់មកត្រូវបានដាក់បញ្ចូលក្នុងកោសិកា72,73។ Machado និង Soares បានរកឃើញថា triclosan ដែលជាថ្នាំសម្លាប់ផ្សិតអាចបង្កើនទំហំកោសិកា។ ពួកគេក៏បានរកឃើញការផ្លាស់ប្តូរយ៉ាងជ្រាលជ្រៅនៅក្នុងរូបរាងរបស់សារាយ74។ លើសពីនេះ Yin et al.9 ក៏បានបង្ហាញពីការផ្លាស់ប្តូររូបរាងនៅក្នុងសារាយបន្ទាប់ពីការប៉ះពាល់ទៅនឹង nanocomposites graphene oxide ដែលថយចុះ។ ដូច្នេះ វាច្បាស់ណាស់ថាប៉ារ៉ាម៉ែត្រទំហំ/រូបរាងដែលបានផ្លាស់ប្តូរនៃមីក្រូសារាយគឺបណ្តាលមកពីវត្តមានរបស់ MXene។ ដោយសារតែការផ្លាស់ប្តូរទំហំ និងរូបរាងនេះគឺជាការបង្ហាញពីការផ្លាស់ប្តូរនៃការស្រូបយកសារធាតុចិញ្ចឹម យើងជឿថាការវិភាគប៉ារ៉ាម៉ែត្រទំហំ និងរូបរាងតាមពេលវេលាអាចបង្ហាញពីការស្រូបយកអុកស៊ីដ niobium ដោយមីក្រូសារាយនៅក្នុងវត្តមានរបស់ Nb-MXenes។
លើសពីនេះ MXenes អាចត្រូវបានកត់សុីនៅក្នុងវត្តមាននៃសារាយ។ Dalai et al.75 បានសង្កេតឃើញថា រូបរាងនៃសារាយបៃតងដែលប៉ះពាល់នឹង nano-TiO2 និង Al2O376 គឺមិនស្មើគ្នាទេ។ ទោះបីជាការសង្កេតរបស់យើងគឺស្រដៀងគ្នាទៅនឹងការសិក្សាបច្ចុប្បន្នក៏ដោយ វាពាក់ព័ន្ធតែចំពោះការសិក្សាអំពីផលប៉ះពាល់នៃជីវប្រតិកម្មទាក់ទងនឹងផលិតផលរិចរិល MXene នៅក្នុងវត្តមាននៃ nanoflakes 2D មិនមែន nanoparticles ទេ។ ដោយសារ MXenes អាចរិចរិលទៅជាអុកស៊ីដលោហៈ 31,32,77,78 វាសមហេតុផលក្នុងការសន្មត់ថា nanoflakes Nb របស់យើងក៏អាចបង្កើតអុកស៊ីដ Nb បន្ទាប់ពីមានអន្តរកម្មជាមួយកោសិកាមីក្រូសារាយ។
ដើម្បីពន្យល់ពីការកាត់បន្ថយនៃណាណូផ្លាក 2D-Nb តាមរយៈយន្តការរលួយដោយផ្អែកលើដំណើរការអុកស៊ីតកម្ម យើងបានធ្វើការសិក្សាដោយប្រើមីក្រូទស្សន៍អេឡិចត្រុងបញ្ជូនដែលមានគុណភាពបង្ហាញខ្ពស់ (HRTEM) (រូបភាពទី 7a,b) និងវិសាលគមអេឡិចត្រុងហ្វូតូអេឡិចត្រុងកាំរស្មីអ៊ិច (XPS) (រូបភាពទី 7)។ 7c-i និងតារាង S4-5)។ វិធីសាស្រ្តទាំងពីរគឺសមរម្យសម្រាប់ការសិក្សាអំពីអុកស៊ីតកម្មនៃវត្ថុធាតុ 2D និងបំពេញបន្ថែមគ្នាទៅវិញទៅមក។ HRTEM អាចវិភាគការរិចរិលនៃរចនាសម្ព័ន្ធស្រទាប់ពីរវិមាត្រ និងរូបរាងជាបន្តបន្ទាប់នៃណាណូភាគល្អិតអុកស៊ីដលោហៈ ខណៈពេលដែល XPS មានភាពរសើបចំពោះចំណងផ្ទៃ។ ចំពោះគោលបំណងនេះ យើងបានសាកល្បងណាណូផ្លាក 2D Nb-MXene ដែលស្រង់ចេញពីការបែកខ្ចាត់ខ្ចាយកោសិកាមីក្រូសារាយ ពោលគឺរូបរាងរបស់វាបន្ទាប់ពីអន្តរកម្មជាមួយកោសិកាមីក្រូសារាយ (សូមមើលរូបភាពទី 7)។
រូបភាព HRTEM បង្ហាញពីរូបវិទ្យានៃ (ក) SL Nb2CTx និង (ខ) SL Nb4C3Tx MXenes ដែលបានអុកស៊ីតកម្ម លទ្ធផលនៃការវិភាគ XPS ដែលបង្ហាញ (គ) សមាសភាពនៃផលិតផលអុកស៊ីដបន្ទាប់ពីការកាត់បន្ថយ (ឃ-ច) ការផ្គូផ្គងកំពូលនៃសមាសធាតុនៃវិសាលគម XPS នៃ SL Nb2CTx និង (គ-ច) Nb4C3Tx SL ដែលត្រូវបានជួសជុលដោយមីក្រូសារាយបៃតង។
ការសិក្សា HRTEM បានបញ្ជាក់ពីអុកស៊ីតកម្មនៃណាណូផ្លាក Nb-MXene ពីរប្រភេទ។ ទោះបីជាណាណូផ្លាករក្សាបាននូវរូបរាងពីរវិមាត្ររបស់វាក្នុងកម្រិតខ្លះក៏ដោយ អុកស៊ីតកម្មបានបណ្តាលឱ្យមានការលេចចេញនូវណាណូភាគល្អិតជាច្រើនគ្របដណ្តប់លើផ្ទៃនៃណាណូផ្លាក MXene (សូមមើលរូបភាពទី 7a,b)។ ការវិភាគ XPS នៃសញ្ញា c Nb 3d និង O 1s បានបង្ហាញថាអុកស៊ីត Nb ត្រូវបានបង្កើតឡើងក្នុងករណីទាំងពីរ។ ដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 7c 2D MXene Nb2CTx និង Nb4C3TX មានសញ្ញា Nb 3d ដែលបង្ហាញពីវត្តមាននៃអុកស៊ីត NbO និង Nb2O5 ខណៈពេលដែលសញ្ញា O 1s បង្ហាញពីចំនួននៃចំណង O-Nb ដែលទាក់ទងនឹងមុខងារនៃផ្ទៃណាណូផ្លាក 2D។ យើងបានកត់សម្គាល់ឃើញថា ការរួមចំណែកអុកស៊ីត Nb គឺលេចធ្លោបើប្រៀបធៀបទៅនឹង Nb-C និង Nb3+-O។
នៅលើរូបភាពទី 7g–i បង្ហាញវិសាលគម XPS នៃ Nb 3d, C 1s, និង O 1s SL Nb2CTx (សូមមើលរូបភាពទី 7d–f) និង SL Nb4C3TX MXene ដែលញែកចេញពីកោសិកាមីក្រូសារាយ។ ព័ត៌មានលម្អិតនៃប៉ារ៉ាម៉ែត្រកំពូល Nb-MXenes ត្រូវបានផ្តល់ជូននៅក្នុងតារាង S4–5 រៀងៗខ្លួន។ ដំបូងយើងបានវិភាគសមាសភាពនៃ Nb 3d។ ផ្ទុយពី Nb ដែលស្រូបយកដោយកោសិកាមីក្រូសារាយ នៅក្នុង MXene ដែលញែកចេញពីកោសិកាមីក្រូសារាយ ក្រៅពី Nb2O5 សមាសធាតុផ្សេងទៀតត្រូវបានរកឃើញ។ នៅក្នុង Nb2CTx SL យើងបានសង្កេតឃើញការរួមចំណែករបស់ Nb3+-O ក្នុងបរិមាណ 15% ខណៈពេលដែលវិសាលគម Nb 3d ដែលនៅសល់ត្រូវបានគ្របដណ្ដប់ដោយ Nb2O5 (85%)។ លើសពីនេះ គំរូ SL Nb4C3TX មានសមាសធាតុ Nb-C (9%) និង Nb2O5 (91%)។ នៅទីនេះ Nb-C បានមកពីស្រទាប់អាតូមខាងក្នុងពីរនៃកាបូនលោហៈនៅក្នុង Nb4C3Tx SR។ បន្ទាប់មកយើងផ្គូផ្គងវិសាលគម C 1s ទៅនឹងសមាសធាតុបួនផ្សេងគ្នា ដូចដែលយើងបានធ្វើនៅក្នុងគំរូដែលបានធ្វើផ្ទៃក្នុង។ ដូចដែលរំពឹងទុក វិសាលគម C 1s ត្រូវបានគ្របដណ្ដប់ដោយកាបូនក្រាហ្វីត បន្ទាប់មកដោយការរួមចំណែកពីភាគល្អិតសរីរាង្គ (CHx/CO និង C=O) ពីកោសិកាមីក្រូសារាយ។ លើសពីនេះ នៅក្នុងវិសាលគម O 1s យើងបានសង្កេតឃើញការរួមចំណែកនៃទម្រង់សរីរាង្គនៃកោសិកាមីក្រូសារាយ អុកស៊ីដនីអូប៊ីញ៉ូម និងទឹកដែលស្រូបយក។
លើសពីនេះ យើងបានស៊ើបអង្កេតថាតើការបំបែក Nb-MXenes មានទំនាក់ទំនងជាមួយវត្តមាននៃប្រភេទអុកស៊ីសែនដែលមានប្រតិកម្ម (ROS) នៅក្នុងឧបករណ៍ផ្ទុកសារធាតុចិញ្ចឹម និង/ឬកោសិកាមីក្រូសារាយដែរឬទេ។ ចំពោះគោលបំណងនេះ យើងបានវាយតម្លៃកម្រិតនៃអុកស៊ីសែនឯកត្តជន (1O2) នៅក្នុងឧបករណ៍ផ្ទុកវប្បធម៌ និង glutathione ក្នុងកោសិកា ដែលជា thiol ដែលដើរតួជាសារធាតុប្រឆាំងអុកស៊ីតកម្មនៅក្នុងមីក្រូសារាយ។ លទ្ធផលត្រូវបានបង្ហាញនៅក្នុង SI (រូបភាព S20 និង S21)។ ការដាំដុះជាមួយ SL Nb2CTx និង Nb4C3TX MXenes ត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយបរិមាណ 1O2 ដែលថយចុះ (សូមមើលរូបភាព S20)។ ក្នុងករណី SL Nb2CTx MXene 1O2 ត្រូវបានកាត់បន្ថយមកត្រឹមប្រហែល 83%។ ចំពោះការដាំដុះមីក្រូសារាយដោយប្រើ SL Nb4C3TX 1O2 បានថយចុះកាន់តែច្រើន ដល់ 73%។ គួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ ការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុង 1O2 បានបង្ហាញពីនិន្នាការដូចគ្នានឹងឥទ្ធិពលរារាំង-រំញោចដែលបានសង្កេតឃើញពីមុន (សូមមើលរូបភាពទី 3)។ វាអាចត្រូវបានជជែកវែកញែកថា ការភ្ញាស់ក្នុងពន្លឺភ្លឺអាចផ្លាស់ប្តូរការកត់សុីពន្លឺ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ លទ្ធផលនៃការវិភាគត្រួតពិនិត្យបានបង្ហាញពីកម្រិតស្ទើរតែថេរនៃ 1O2 ក្នុងអំឡុងពេលពិសោធន៍ (រូបភាព S22)។ ក្នុងករណីកម្រិត ROS ក្នុងកោសិកា យើងក៏បានសង្កេតឃើញនិន្នាការធ្លាក់ចុះដូចគ្នា (សូមមើលរូបភាព S21)។ ដំបូងឡើយ កម្រិត ROS នៅក្នុងកោសិកាមីក្រូសារាយដែលដាំដុះនៅក្នុងវត្តមាននៃ SLs Nb2CTx និង Nb4C3Tx បានលើសពីកម្រិតដែលរកឃើញនៅក្នុងការដាំដុះសុទ្ធនៃមីក្រូសារាយ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ នៅទីបំផុត វាហាក់ដូចជាមីក្រូសារាយបានសម្របខ្លួនទៅនឹងវត្តមានរបស់ Nb-MXenes ទាំងពីរ ដោយសារកម្រិត ROS បានថយចុះមកត្រឹម 85% និង 91% នៃកម្រិតដែលវាស់វែងនៅក្នុងការដាំដុះសុទ្ធនៃមីក្រូសារាយដែលចាក់ SL Nb2CTx និង Nb4C3TX រៀងៗខ្លួន។ នេះអាចបង្ហាញថាមីក្រូសារាយមានអារម្មណ៍ស្រួលជាងមុនតាមពេលវេលានៅក្នុងវត្តមាននៃ Nb-MXene ជាងនៅក្នុងឧបករណ៍ផ្ទុកសារធាតុចិញ្ចឹមតែម្នាក់ឯង។
សារាយតូចៗគឺជាក្រុមសារពាង្គកាយរស្មីសំយោគចម្រុះ។ ក្នុងអំឡុងពេលរស្មីសំយោគ ពួកវាបំលែងកាបូនឌីអុកស៊ីត (CO2) ក្នុងបរិយាកាសទៅជាកាបូនសរីរាង្គ។ ផលិតផលនៃរស្មីសំយោគគឺគ្លុយកូស និងអុកស៊ីសែន79។ យើងសង្ស័យថាអុកស៊ីសែនដែលបង្កើតឡើងដូច្នេះដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់ក្នុងការកត់សុីនៃ Nb-MXenes។ ការពន្យល់ដែលអាចធ្វើទៅបានមួយសម្រាប់រឿងនេះគឺថាប៉ារ៉ាម៉ែត្រខ្យល់ចេញចូលឌីផេរ៉ង់ស្យែលត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅសម្ពាធផ្នែកខ្លះទាប និងខ្ពស់នៃអុកស៊ីសែននៅខាងក្រៅ និងខាងក្នុងបន្ទះណាណូ Nb-MXene។ នេះមានន័យថាគ្រប់ទីកន្លែងដែលមានតំបន់ដែលមានសម្ពាធផ្នែកខ្លះនៃអុកស៊ីសែនខុសៗគ្នា តំបន់ដែលមានកម្រិតទាបបំផុតនឹងបង្កើតជាអាណូត 80, 81, 82។ នៅទីនេះ សារាយតូចៗរួមចំណែកដល់ការបង្កើតកោសិកាដែលមានខ្យល់ចេញចូលឌីផេរ៉ង់ស្យែលនៅលើផ្ទៃនៃបន្ទះ MXene ដែលផលិតអុកស៊ីសែនដោយសារតែលក្ខណៈសម្បត្តិរស្មីសំយោគរបស់វា។ ជាលទ្ធផល ផលិតផលច្រេះជីវសាស្រ្ត (ក្នុងករណីនេះ អុកស៊ីដនីអូប៊ីញ៉ូម) ត្រូវបានបង្កើតឡើង។ ទិដ្ឋភាពមួយទៀតគឺថា សារាយតូចៗអាចផលិតអាស៊ីតសរីរាង្គដែលត្រូវបានបញ្ចេញទៅក្នុងទឹក83,84។ ដូច្នេះបរិស្ថានឈ្លានពានមួយត្រូវបានបង្កើតឡើង ដោយហេតុនេះផ្លាស់ប្តូរ Nb-MXenes។ លើសពីនេះ សារាយតូចៗអាចផ្លាស់ប្តូរ pH នៃបរិស្ថានទៅជាអាល់កាឡាំងដោយសារតែការស្រូបយកកាបូនឌីអុកស៊ីត ដែលក៏អាចបណ្តាលឱ្យមានការច្រេះផងដែរ។
អ្វីដែលសំខាន់ជាងនេះទៅទៀត អំឡុងពេលពន្លឺងងឹត/ភ្លឺដែលប្រើក្នុងការសិក្សារបស់យើងគឺមានសារៈសំខាន់ណាស់ក្នុងការយល់ដឹងអំពីលទ្ធផលដែលទទួលបាន។ ទិដ្ឋភាពនេះត្រូវបានពិពណ៌នាលម្អិតនៅក្នុង Djemai-Zoghlache et al. 85 ពួកគេបានប្រើរយៈពេលពន្លឺ 12/12 ម៉ោងដោយចេតនា ដើម្បីបង្ហាញពីការច្រេះជីវសាស្រ្តដែលទាក់ទងនឹងការបំពុលជីវសាស្រ្តដោយមីក្រូសារាយក្រហម Porphyridium purpureum។ ពួកគេបង្ហាញថា អំឡុងពេលពន្លឺត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងការវិវត្តនៃសក្តានុពលដោយគ្មានការច្រេះជីវសាស្រ្ត ដែលបង្ហាញខ្លួនវាជាលំយោលក្លែងក្លាយប្រហែលម៉ោង 24:00។ ការសង្កេតទាំងនេះត្រូវបានបញ្ជាក់ដោយ Dowling et al. 86 ពួកគេបានបង្ហាញពីខ្សែភាពយន្តជីវសាស្រ្តរស្មីសំយោគនៃ cyanobacteria Anabaena។ អុកស៊ីសែនរលាយត្រូវបានបង្កើតឡើងក្រោមសកម្មភាពនៃពន្លឺ ដែលត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងការផ្លាស់ប្តូរ ឬការប្រែប្រួលនៃសក្តានុពលច្រេះជីវសាស្រ្តសេរី។ សារៈសំខាន់នៃរយៈពេលពន្លឺត្រូវបានសង្កត់ធ្ងន់ដោយការពិតដែលថា សក្តានុពលសេរីសម្រាប់ការច្រេះជីវសាស្រ្តកើនឡើងនៅក្នុងដំណាក់កាលពន្លឺ និងថយចុះនៅក្នុងដំណាក់កាលងងឹត។ នេះគឺដោយសារតែអុកស៊ីសែនដែលផលិតដោយមីក្រូសារាយរស្មីសំយោគ ដែលមានឥទ្ធិពលលើប្រតិកម្ម cathodic តាមរយៈសម្ពាធដោយផ្នែកដែលបង្កើតនៅជិតអេឡិចត្រូត 87។
លើសពីនេះ វិសាលគមអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដបំលែងហ្វួរៀ (FTIR) ត្រូវបានអនុវត្តដើម្បីស្វែងយល់ថាតើមានការផ្លាស់ប្តូរណាមួយបានកើតឡើងនៅក្នុងសមាសធាតុគីមីនៃកោសិកាមីក្រូសារាយបន្ទាប់ពីអន្តរកម្មជាមួយ Nb-MXenes ដែរឬទេ។ លទ្ធផលដែលទទួលបានទាំងនេះគឺស្មុគស្មាញ ហើយយើងបង្ហាញវានៅក្នុង SI (រូបភាព S23-S25 រួមទាំងលទ្ធផលនៃដំណាក់កាល MAX និង ML MXenes)។ សរុបមក វិសាលគមយោងដែលទទួលបាននៃមីក្រូសារាយផ្តល់ឱ្យយើងនូវព័ត៌មានសំខាន់ៗអំពីលក្ខណៈគីមីនៃសារពាង្គកាយទាំងនេះ។ រំញ័រដែលទំនងបំផុតទាំងនេះមានទីតាំងនៅប្រេកង់ 1060 cm-1 (CO), 1540 cm-1, 1640 cm-1 (C=C), 1730 cm-1 (C=O), 2850 cm-1, 2920 cm-1.one.1.1.1 (C–H) និង 3280 cm-1 (O–H)។ ចំពោះ SL Nb-MXenes យើងបានរកឃើញហត្ថលេខាលាតសន្ធឹង CH-bond ដែលស្របនឹងការសិក្សាពីមុនរបស់យើង38។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ យើងបានសង្កេតឃើញថា កំពូលបន្ថែមមួយចំនួនដែលជាប់ទាក់ទងនឹងចំណង C=C និង CH បានបាត់ទៅវិញ។ នេះបង្ហាញថា សមាសធាតុគីមីនៃមីក្រូសារាយអាចឆ្លងកាត់ការផ្លាស់ប្តូរតិចតួចដោយសារតែអន្តរកម្មជាមួយ SL Nb-MXenes។
នៅពេលពិចារណាលើការផ្លាស់ប្តូរដែលអាចកើតមាននៅក្នុងជីវគីមីនៃមីក្រូសារាយ ការប្រមូលផ្តុំអុកស៊ីដអសរីរាង្គ ដូចជាអុកស៊ីដនីអូប៊ីញ៉ូម ត្រូវការពិចារណាឡើងវិញ59។ វាពាក់ព័ន្ធនឹងការស្រូបយកលោហៈដោយផ្ទៃកោសិកា ការដឹកជញ្ជូនរបស់វាចូលទៅក្នុងស៊ីតូប្លាស្ម ទំនាក់ទំនងរបស់វាជាមួយក្រុមកាបូស៊ីលក្នុងកោសិកា និងការប្រមូលផ្តុំរបស់វានៅក្នុងប៉ូលីផូស្វ័រសូមមីក្រូសារាយ20,88,89,90។ លើសពីនេះ ទំនាក់ទំនងរវាងមីក្រូសារាយ និងលោហៈត្រូវបានរក្សាដោយក្រុមមុខងារនៃកោសិកា។ សម្រាប់ហេតុផលនេះ ការស្រូបយកក៏អាស្រ័យលើគីមីវិទ្យាផ្ទៃមីក្រូសារាយ ដែលមានភាពស្មុគស្មាញណាស់9,91។ ជាទូទៅ ដូចដែលរំពឹងទុក សមាសធាតុគីមីនៃមីក្រូសារាយបៃតងបានផ្លាស់ប្តូរបន្តិចបន្តួចដោយសារតែការស្រូបយកអុកស៊ីដ Nb។
គួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ណាស់ ការរារាំងដំបូងដែលសង្កេតឃើញនៃមីក្រូសារាយអាចបញ្ច្រាស់បានតាមពេលវេលា។ ដូចដែលយើងបានសង្កេតឃើញ មីក្រូសារាយបានយកឈ្នះលើការប្រែប្រួលបរិស្ថានដំបូង ហើយនៅទីបំផុតបានវិលត្រឡប់ទៅរកអត្រាកំណើនធម្មតាវិញ ហើយថែមទាំងកើនឡើងទៀតផង។ ការសិក្សាអំពីសក្តានុពលហ្សេតាបង្ហាញពីស្ថេរភាពខ្ពស់នៅពេលដែលបញ្ចូលទៅក្នុងឧបករណ៍ផ្ទុកសារធាតុចិញ្ចឹម។ ដូច្នេះ អន្តរកម្មលើផ្ទៃរវាងកោសិកាមីក្រូសារាយ និងបន្ទះណាណូ Nb-MXene ត្រូវបានរក្សាពេញមួយការពិសោធន៍កាត់បន្ថយ។ នៅក្នុងការវិភាគបន្ថែមរបស់យើង យើងសង្ខេបយន្តការសំខាន់ៗនៃសកម្មភាពដែលស្ថិតនៅក្រោមឥរិយាបថគួរឱ្យកត់សម្គាល់នេះនៃមីក្រូសារាយ។
ការសង្កេត SEM បានបង្ហាញថា មីក្រូសារាយមានទំនោរភ្ជាប់ទៅនឹង Nb-MXenes។ ដោយប្រើការវិភាគរូបភាពថាមវន្ត យើងបញ្ជាក់ថាឥទ្ធិពលនេះនាំឱ្យមានការផ្លាស់ប្តូរនៃណាណូហ្វាក Nb-MXene ពីរវិមាត្រទៅជាភាគល្អិតស្វ៊ែរកាន់តែច្រើន ដោយហេតុនេះបង្ហាញថាការរលួយនៃណាណូហ្វាកត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងអុកស៊ីតកម្មរបស់វា។ ដើម្បីសាកល្បងសម្មតិកម្មរបស់យើង យើងបានធ្វើការសិក្សាសម្ភារៈ និងជីវគីមីជាបន្តបន្ទាប់។ បន្ទាប់ពីការធ្វើតេស្ត ណាណូហ្វាកបានអុកស៊ីតកម្មបន្តិចម្តងៗ និងរលួយទៅជាផលិតផល NbO និង Nb2O5 ដែលមិនបង្កការគំរាមកំហែងដល់មីក្រូសារាយបៃតង។ ដោយប្រើការសង្កេត FTIR យើងមិនបានរកឃើញការផ្លាស់ប្តូរគួរឱ្យកត់សម្គាល់នៅក្នុងសមាសធាតុគីមីនៃមីក្រូសារាយដែលត្រូវបានភ្ញាស់នៅក្នុងវត្តមាននៃណាណូហ្វាក Nb-MXene 2D នោះទេ។ ដោយគិតគូរពីលទ្ធភាពនៃការស្រូបយកអុកស៊ីដនីអូប៊ីញ៉ូមដោយមីក្រូសារាយ យើងបានធ្វើការវិភាគពន្លឺអ៊ិច។ លទ្ធផលទាំងនេះបង្ហាញយ៉ាងច្បាស់ថា មីក្រូសារាយដែលបានសិក្សាស៊ីអុកស៊ីដនីអូប៊ីញ៉ូម (NbO និង Nb2O5) ដែលមិនពុលដល់មីក្រូសារាយដែលបានសិក្សា។