新型二維材料MXene將“大有可為”

　　MXene是一種新型的二維材料，由金屬碳化物或氮化物組成。其由于具有出色的柔韌性、良好的電子傳導性、優異的機械性能，是最常用的柔性電極材料之一。近日，中國科學院大連化學物理研究所研究員吳忠帥團隊，發表了關于高熵MXene在能源存儲與催化應用領域的展望文章，介紹了高熵MXene相關的重要研究進展，并展望了高熵MXene的研究方向與未來可能的研究范式。相關文章發表在《科學通報》上。

多功能應用方向。大連化物所供圖

　　MXene在能源、傳感、催化和生物醫學等領域有著廣泛的應用前景。自2011年發現以來，在能源存儲和催化等領域開展了大量理論研究和實驗工作，研究也由最初的表面功能化簡單調控，逐漸過渡到MXene晶體結構中過渡金屬調控等精細工作，以期進一步提高MXene使用性能，并發掘其更大應用潛力。

　　高熵合金中含有5個以上主要元素，熵增效應使其常常具有獨特且意想不到的性能。受高熵合金啟發，研究人員試圖將高熵概念融入MXene中，通過在MXene中引入多種近似等摩爾比的過渡金屬來調節其性能，進而提高其各種應用的適用性。

　　鑒于高熵MXene的獨特性質與應用潛力，文章首先分析了MXene在電池和超級電容器中的性能，強調了高熵MXene研究的重要性，并討論了當前各種MXene合成方法特點，以及未來可能的新方法。文章還分析了高熵MXene在超級電容器和電池中的應用研究，發現了熵增加與超級電容器的電容增加和電池穩定性的提高密切相關。此外，文章也展望了高熵MXene在催化及其它方面的應用前景。

　　該文章提出，由于高熵MXene研究涉及多學科交叉融合，高熵MXene的快速發展亟需進行全球范圍內的實驗與理論合作，進而克服該領域的未知挑戰，并將最大限度發掘高熵MXene的應用潛力。