擊敗石墨烯新材料之王將易主？

　　2019年的Nature、Nature Chemistry、JACS等頂刊中，新型納米材料表現優異，其中金屬有機骨架材料（MOF）、石墨炔（GDY）、金屬碳化物/氮化物（MXene）和黑磷（BP）材料作為當中的佼佼者，得到了越來越多的關注。

　　翻紅明星

　　MOF

　　MOF是Metal Organic Framework的縮寫，中文全稱是金屬有機骨架材料，是由有機配體和無機金屬離子或者團簇通過配位鍵自組裝形成的具有分子內孔隙的有機-無機雜化材料。MOF是一個被Nature、Science“捧紅”的大明星，作為多孔納米材料中的翹楚，MOFs近年來的發展迅猛異常，在氣體分離、空氣凈化、水凈化、工業催化、生物醫藥、功能器件等各個領域得到了廣泛研究，近段時間更是在Nature、Nature Chemistry以及JACS 等頂級期刊上頻頻亮相，再度以實力證明了自己“多孔明星”的地位。

　　石墨炔

　　石墨炔（GDY）是由sp/sp2共雜化形成的新碳同素異形體，展現了已發現的碳材料難以出現的性質，由李玉良院士團隊于2010年首次制備。近年來關于石墨炔的理論計算和實際實驗均取得了重大進展，石墨炔可廣泛的應用于鈣鈦礦電池、儲鋰材料、電池負極材料、催化還原、電子傳輸等領域。隨著制備方法的逐漸成熟化，石墨炔材料極有可能成為繼石墨烯材料之后的又一個具有巨大應用潛力的璀璨之星。

　　后起之秀

　　MXene

　　MXene是一類具有二維層狀結構的金屬碳化物或氮化物，在2011年由德雷塞爾大學Yury Gogotsi教授課題組合成出來。MXene材料具有類金屬的導電性、良好的親水性和機械穩定性，因而在電化學儲能、電磁屏蔽、電催化、壓力傳感器等領域都有良好的應用前景。將MXene用作鋰/鈉離子電池、鋰-硫電池和超級電容器等儲能器件的電極材料，是當前研究的熱點。在谷歌學術以“MXene”為關鍵詞進行檢索，2012年文章數量為443篇，而截止到2019年12月初，文章數量達到4910篇，MXene材料以這種井噴式增長在納米材料領域占據越來越重要的位置。

　　研究熱潮

　　黑磷

　　二維黑磷是近年來脫穎而出并受到廣泛關注的新型半導體材料。自2014年首次被發現以來得到了研究者的廣泛關注。黑磷（晶體、薄片、量子點）具有優異的表面活性、可調諧的帶隙、高的載流子遷移率、溫和的開/關比率、良好的生物相容性及生物降解性等特性，在能量存儲與轉換、光電子器件、生物醫學、生物傳感等領域得到了廣泛的研究，常年在Nature communications、 Advanced materials、Advanced Functional Materials、Angewandte Chemie 等頂刊占據重要位置。

　　無所不能

　　鈣鈦礦

　　作為近年來最火爆的明星材料之一，鈣鈦礦得到無數研究者的擁躉。歷史上發現的第一種鈣鈦礦是天然礦物鈦酸鈣（CaTiO3），鈣鈦礦并不是專指一種含鈣和鈦的某種化合物，而是一類具有ABX3結構的晶體材料的總稱，其中A是較大的陽離子，B是較小的陽離子，X是陰離子，每個A離子被B和X離子一起構成的八面體所包圍。鈣鈦礦可以制成太陽能電池，還可以制成發光二極管、催化劑，甚至可以制成未來量子計算機的元件。全無機鈣鈦礦、有機無機雜化鈣鈦礦、二維和一維等各種鈣鈦礦材料在光伏、光電、熱電等諸多領域引發了新一輪的研究熱潮。

　　不朽傳奇

　　經典材料

　　作為二維材料領域的老牌巨星，石墨烯材料在2019年仍然以92600篇的發文量（谷歌學術檢索）名列前茅，單層過渡金屬硫化物族化合物（MoS2、WS2、PtSe2、SnSe2、ReSe2、WS2等）也展現出強勁勢頭，尤其是近年來異質結材料研究的不斷深入，通過不同層狀材料的組成和堆疊方向的調控，或者外部電場的變化，可以實現各種新奇的物理性質，新型納米材料正在不斷以新的面貌呈現出絢麗多彩的新世界！