Ti3C2Tz를 기반으로 하는 2차원 탄화티타늄 소재 계열인 MXenes는, 탁월한 특성으로 인해 박막 기반 응용을 위한 유망한 소재로 부상하고 있다. 그러나 치밀하게 적층된 구조는 이온 확산, 금속 이온 이동성, 그리고 나노스케일 입자 전달을 저해하여 에너지 관련 응용 분야에서의 잠재력을 제한한다. 이러한 한계를 극복하고 MXene 성능을 최적화하기 위해서는 적층 간격을 확장하고 제어하는 것이 필수적이다. 본 연구에서는 치밀한 MXene 구조에 은 나노입자(AgNPs, 20 및 55 nm 크기)를 통합하여 경로를 제어하고 확장하였다. X-ray diffraction은 원래(pristine) MXene의 층상(lamellar) 구조를 확인하였고, 전자현미경 및 소각 중성자 산란(small-angle neutron scattering)을 이용한 정밀 분석을 통해 AgNPs의 크기와 농도가 경로 확장에 직접적인 영향을 미침을 보여주었다. 적층 간격은 AgNPs 매개변수 변화에 따라 2.4 nm에서 ∼25 nm로 유의미하게 증가하였다. 전기화학적 임피던스 분광법 결과, 원래 MXene의 치밀하게 포장된 구조는 배터리에서 애노드 전류집전체 코팅으로 사용하기에 적합하지 않은 것으로 나타났다. 반면 MXene/AgNP 복합체는 확장된 경로에 의해 이온 전달과 전도도가 향상되어 효과적인 기능을 나타냈다. 이러한 결과는 경로 공학(pathway engineering)의 중요성과, 에너지 저장 및 기타 기능성 응용을 위한 MXene 기반 소재의 발전에서 첨가제 삽입(additive insertion) 방법의 활용이 필요함을 강조한다.

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