MXenes

活动主题：铂族金属与MXenes结合下的合成与应用拓展

活动时间：2024年7月10日下午14:00-17:00

活动地点：上海市滴水湖洲际酒店 1F“黄日”多功能会议厅（上海市浦东新区南汇新城滴水湖南岛1号）

报名咨询：

李蕊

Tel：13373875075（微信同号）

E-mail：luna@polydt.com

顶刊收割机

提到顶刊收割机，你会想到哪些热门材料？

纳米材料由于其尺寸效应带来一些独特的性质，备受Nature、Science等顶刊青睐。

其中由过渡金属碳化物和氮化物组成的二维化合物家族（MXenes），于2011年分离出来后，备受科研工作者的关注。

过渡金属碳化物、氮化物和碳氮化物，统称为MXenes，其化学式为Mn+1XnTx（M，过渡金属，X为碳或氮；Tx表面端接；n= 1~4）。

近年来，MXenes材料发展十分迅速，截至目前，已经报道了超过70种，且每种MXene类型都有其独特的一组属性，使其适用于各种应用。由于其类金属的导电性、良好的亲水性和机械稳定性，相关研究文章呈指数增长，MXene已成为迄今为止最有前途的材料之一，被广泛应用于各个领域，包括能量存储和转换，传感，催化，电磁干扰(EMI)屏蔽，生物医学/治疗，水处理等。

如今，2024已过去一半，MXenes作为顶刊收割机，有哪些团队的研究成果上榜了呢？接下来和小编一起盘点下明星材料MXenes 2024顶刊记录！

Science封面：超强二维纳米材料MXene膜

2024年7月4日，Science在线发表了北京航空航天大学程群峰教授课题组的研究论文，题目为“Ultrastrong MXene film induced by sequential bridging with liquid metal”，论文的第一作者为Wei Li、Tianzhu Zhou、Zejun Zhang和Lei Li。

碳化钛（Ti3C2Tx）MXene纳米片具有优异的力学性能和导电性，在航空航天和电子器件领域具有广阔的应用前景。然而，将MXene纳米片组装成实际应用的宏观薄膜是困难的。

北航研究团队展示了一种超强宏观 MXene 薄膜，使用液态金属 (LM) 和细菌纤维素 (BC) 依次桥接 MXene 纳米片 (LBM 薄膜)，实现了908.4兆帕的拉伸强度。使用反复循环的刀片涂层的逐层方法将 LBM薄膜中的取向度提高到 0.935，而具有良好变形能力的LM将空隙降低到 5.4%的孔隙率。界面相互作用通过来自BC的氢键和与LM的配位键得到增强，从而提高了应力传递效率。顺序桥接为将其他二维纳米片组装成高性能材料提供了途径。（DOI：10.1126/science.ado4257）

Science：MXene前驱体-高能量筛选MXenes是二维材料族，典型的制备方法是基于母体MAX相的A元素蚀刻技术。因为涉及复杂的化学过程，计算筛选其他三维前驱体，并用于这种剥离过程，是极具挑战的。林雪平大学的Johanna Rosen教授、Jonas Björk和Jie Zhou共同提出了一种理论方法，通过筛选适宜于选择性蚀刻的三维材料，预测在酸性条件下哪些材料可以通过化学剥离过程转化为二维材料。在分析了包含66643种三维材料的庞大数据库后，作者识别出了119种具有剥离潜力的候选材料。为了验证这一方法的有效性，作者挑选了一种与MAX相在结构和化学组成上差异显著的材料进行实验验证。通过选择性地蚀刻掉YRu2Si2中的Y元素，作者成功制备出了二维的Ru2SixOy材料。这一高效筛选方法揭示了化学剥离的二维材料具有广阔的空间。相关成果以“Two-dimensional materials by large-scale computations and chemical exfoliation of layered solids”为题发表在《Science》上。（DO1: 10.1126/science.adj6556）

计算筛选方法示意图

Science：室温常压制备高强度MXene/石墨烯复合薄膜

程群峰教授和美国德克萨斯大学达拉斯分校Ray H. Baughman教授等科学家在研究中探索了利用水分子在真空过滤过程中形成有序、延伸的平面氢键网络，以实现高度排列和防止毛细收缩的可能性。

通过使用类似尺寸的氧化石墨烯和Ti3C2Tx MXene纳米片，科学家进行了研究，并采用了氢碘酸和π-π桥接等技术，制备了高度排列、平面各向同性的MXene桥接石墨烯片（πBMG）。通过在真空过滤过程中引入水分子，形成有序、延伸的平面氢键网络，科学家成功地防止了纳米片的毛细收缩，并实现了高度排列。在经过氢碘酸和π-π桥接等处理后，他们获得了强度各向同性的πBMG片。

这项研究的成果为制备高性能二维纳米材料提供了新的方法，解决了湿化学方法中常见的结构缺陷和力学性能下降的问题。相关成果为“Water-induced strong isotropic MXene-bridged graphene sheets for electrochemical energy storage”为题发表在Science期刊。（DOI:10.1126/science.adj3549 ）

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来 MXene材料将会在更多功能应用领域中发挥更大的作用，不仅作为顶刊收割机，在其商业化领域，也将大放异彩！但如何充分发挥 MXene的潜力，使其商业化应用，需要科研人员和企业等多方共同努力！

上海铂金周，邀您共话MXenes机遇与挑战！

MXenes的进一步发展仍然面临一些挑战和难点，如存在的固相杂质、稳定性和可扩展性等，以及MXenes如何大规模制备、表面修饰和机械性能等，其商业化道路如何发展，如何充分发挥其优异性能……这些问题仍需要通过不断探索和技术创新来解决。

2024上海铂金周将于7月8日-11日在上海举办，在英美资源贸易（中国）有限公司的积极推动下，DT新材料联合中国科学院宁波材料技术与工程研究所协力相助，以“铂族金属与MXenes结合下的合成与应用拓展”为主题，举办新材料分论坛，深入探讨二维过渡金属碳化物氮化物的最新研发成果、工艺创新、产业化合作，以及面临的机遇和挑战。