二维过渡金属碳化物（MXenes）引起了研究界的极大兴趣，因为他是较新发现的具有独特电子和光学特性的一大类材料。对于MXene器件的制造和性能，了解MXene与各种基材之间的粘附力至关重要。本文报道AFM测量结果的两个MXenes（Ti₃C₂T_x和Ti₂CT_x）与SiO₂涂层的硅球形尖端的附着力。应用Maugis-Dugdale理论，同时考虑了表面粗糙度，将AFM测得的粘附力转换为粘附能。将获得的粘附能与单层、双层和三层石墨烯以及SiO₂基底的粘附能进行比较。对于较厚的Ti₃C₂T_x和较薄的Ti₂CT_x，MXene的平均粘合能分别为0.90±0.03 J m^-2和0.40±0.02 J m^-2，其大小与石墨烯和二氧化硅尖端之间的数量级相同。
 
Figure 1. a. AFM压痕实验的示意图；b. AFM图像和表面轮廓
 

Figure 2. 不同厚度Ti₃C₂T_x和Ti₂CT_x膜的AFM线扫描（a,b）和相应的RMS值（c,d）
 

Figure 3. 力与位移的关系图：a. 5个单层Ti₃C₂T_x样品的进近和退回，以及卡通图；不同样品的b. 进近和c. 退回
 

Figure 4. 计算的粘附能的直方图：（a）SiO₂/SiO₂、（b）单层石墨烯/SiO₂、（c）双层石墨烯/SiO₂、（d）三层石墨烯/SiO₂、（e）1-单层Ti₃C₂T_x/SiO₂和f1-单层Ti₂CT_x/SiO₂
 

Figure 5. （a）所有测量样品的粘合力；（b）带误差条的平均粘附能
 
       相关研究成果于2019年由密苏里科技大学Chenglin Wu课题组，发表在NATURE COMMUNICATIONS（https://doi.org/10.1038/s41467-019-10982-8）上。原文：Adhesion of two-dimensional titanium carbides (MXenes) and graphene to silicon。