MXene是材料科學(xué)中的一類二維無機(jī)化合物。這些材料由幾個原子層厚度的過渡金屬碳化物、氮化物或碳氮化物構(gòu)成。它最初于2011年報道，由于MXene材料表面有羥基或末端氧，它們有著過渡金屬碳化物的金屬導(dǎo)電性。MXene在電池、超級電容器、催化、光電器件、凈水、生物醫(yī)藥、氣體傳感器等領(lǐng)域均有應(yīng)用。下面，我們選取了2020年已發(fā)表的15篇有關(guān)MXene的論文，希望對相關(guān)研究人員有所啟發(fā)。1. NatureMaterials：鈦碳化物MXenes界面修飾助力高性能鈣鈦礦太陽能電池
為了提高鈣鈦礦太陽能電池的效率，需要精心的器件設(shè)計和定制的界面工程，以提高光電性能和選擇電極的電荷提取過程。近日，意大利羅馬托爾維加塔大學(xué)A. Di Carlo研究團(tuán)隊使用具有不同終止基(Tx)的二維過渡金屬碳化物(MXene Ti3C2Tx)來調(diào)節(jié)鈣鈦礦吸收器和TiO2電子傳輸層(ETL)的功函數(shù)(WF)，并對鈣鈦礦/ETL界面進(jìn)行了工程設(shè)計。紫外光發(fā)射光譜測量和密度泛函理論計算表明，在不影響其他電子性能的情況下，在鹵化物鈣鈦礦和TiO2層中加入Ti3C2Tx可以調(diào)節(jié)材料的WFs。此外，在鈣鈦礦/ETL界面Ti3C2Tx誘導(dǎo)的偶極子可以用來改變這些層之間的帶對中。WF調(diào)諧和界面工程的聯(lián)合作用可以顯著提高M(jìn)Xene改性的鈣鈦礦太陽能電池的性能，與沒有MXene參考電池相比，功率轉(zhuǎn)換效率提高了26%，遲滯降低。Agresti, A. Carlo, A. D. et al. Titanium-carbide MXenes for work function andinterface engineering in perovskite solar cells. Nature Materials2019.DOI: 10.1038/s41563-019-0478-1https://www.nature.com/articles/s41563-019-0478-1
2. Nature Commun.：無添加劑的MXene墨水用于微型超級電容器的直接印刷
直接印刷功能性油墨對于包括電化學(xué)能量存儲，智能電子和醫(yī)療保健在內(nèi)的各種領(lǐng)域的應(yīng)用至關(guān)重要。但目前可用的可印刷油墨配方遠(yuǎn)非理想，其通常涉及表面活性劑/添加劑，造成油墨濃度低，不僅增加了制造的復(fù)雜性還降低了印刷分辨率。德雷塞爾大學(xué)Yury Gogotsi、都柏林圣三一學(xué)院Valeria Nicolosi和Chuanfang (John) Zhang團(tuán)隊報道了無添加劑、濃縮MXene油墨的配方和直接印刷，具有高印刷效率和空間均勻性。研究者展示了水性和有機(jī)兩種類型的二維碳化鈦（Ti3C2Tx）MXene油墨，在沒有任何添加劑或二元溶劑體系的情況下，分別用于擠出印刷和噴墨印刷。基于全MXene印刷的微型超級電容器的和能量密度和體積電容比現(xiàn)有的噴墨/擠出印刷活性材料大幾個數(shù)量級。都具有出色的面電容和體積電容。此外，MXene油墨配方和印刷的協(xié)議是通用的，即歐姆電阻器也可以噴墨印刷，該印刷平臺具有用于下一代電子器件可擴(kuò)展制造的巨大潛力。Chuanfang (John) Zhang, LorcanMcKeon,Matthias P. Kremer, Sang-Hoon Park, Oskar Ronan, Andrés Seral‐Ascaso,Sebastian Barwich, Cormac óCoileáin, Niall McEvoy,Hannah C. Nerl, Babak Anasori,Jonathan N. Coleman, Yury Gogotsi, ValeriaNicolosi. Additive-free MXene inksand direct printing of micro-supercapacitors.Nature Communications, 2019.DOI: 10.1038/s41467-019-09398-1https://www.nature.com/articles/s41467-019-09398-1
3. NatureCommun.：原子顯微鏡方法研究MXene與二氧化硅之間的范德瓦爾斯相互作用
MXene在2011年第一次被Yury Gogotsi課題組報道。它是一類具有二維層狀結(jié)構(gòu)的金屬碳化物和金屬氮化物材料，是目前最具潛力的納米材料。通過HF酸刻蝕的方法，目前已有將近30種具有不同原子結(jié)構(gòu)的MXene被合成。MXene具有高導(dǎo)電率，高強(qiáng)度和良好的親水性能等優(yōu)點(diǎn)，在鋰離子電池，超級電容器等領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用前景。理解MXene與其他材料的范德瓦爾斯（vdW）相互作用對于MXene在實(shí)際應(yīng)用中的組裝過程具有至關(guān)重。目前還未出現(xiàn)相關(guān)方面的實(shí)驗研究。有鑒于此，美國密蘇里科技大學(xué)吳承霖教授課題組和VadymMochalin教授課題組使用表面覆蓋二氧化硅的探針，通過原子力顯微鏡實(shí)驗探究了最為常見的兩種MXene（Ti3C2Tx和Ti2CTx）與二氧化硅，石墨烯與二氧化硅，以及二氧化硅與二氧化硅之間的vdW相互作用力，并且在考慮表面粗糙度的條件下得到粘附能。結(jié)果表明，MXene與二氧化硅之間的粘附能與石墨烯與二氧化硅之間的粘附能，以及二氧化硅與二氧化硅之間的粘附能在一個數(shù)量級上。Ti3C2Tx與二氧化硅的粘附能（0.90±0.03 J m-2）要大于Ti2CTx的0.40±0.02 J m-2，這是由于單層Ti3C2Tx的原子結(jié)構(gòu)厚度要大于單層Ti2CTx的原子結(jié)構(gòu)厚度。對比單層與多層的MXene與二氧化硅的粘附能發(fā)現(xiàn)，粘附能沒有隨著層數(shù)的增加而發(fā)生變化。然而，一層石墨烯的粘附能（0.58±0.02 J m-2）要小于兩層（1.36±0.02 J m-2）和三層石墨烯的粘附能（1.33±0.03 J m-2）。這是由于MXene的層間距是石墨烯層間距的兩倍。此外，在6%到24%的濕度范圍內(nèi)，MXene與二氧化硅之間的粘附能不會受到濕度變化的影響。但是，MXene的氧化過程會減少粘附能。Dr. Gogotsi 對本文是這樣評價的：發(fā)現(xiàn)二氧化硅與MXene之間的粘附能與二氧化硅與單層石墨烯之間的粘附能在同一個數(shù)量級上是十分重要的，因為這說明MXene會比石墨烯有更大的應(yīng)用前景。Yanxiao Li, Shuohan Huang, Congjie Wei,Chenglin Wu, Vadym N. Mochalin, Adhesion of two-dimensional titanium carbides(MXenes) and graphene to silicon, Nature Communications, 2019.DOI: 10.1038/s41467-019-10982-8https://www.nature.com/articles/s41467-019-10982-8
4. JACS：無HF的簡便快速合成2D MXenes的通用策略
2D MXenes適用于各種與能源相關(guān)的應(yīng)用，如儲能裝置和水分解的電催化。目前大量報道的MXenes是由HF酸刻蝕制備的，但HF酸的毒性阻礙了MXenes的大規(guī)模制造及其應(yīng)用。因此，探索無害合成MXenes的方法是非常令人鼓舞的。香港理工大學(xué)Jianhua Hao課題組開發(fā)了基于熱輔助電化學(xué)蝕刻途徑的通用策略以合成MXenes（如Ti2CTx，Cr2CTx和V2CTx）。此外，鈷離子摻雜的MXenes顯示出異常增強(qiáng)的HER和OER活性，它們的多功能性與商業(yè)化催化劑相當(dāng)。研究者成功開發(fā)了MXenes作為新型水性可充電電池正極，具有良好的容量保持率和出色的電輸出性能。Sin-Yi Pang, Yuen-Ting Wong, Shuoguo Yuan,Yan Liu, Ming-Kiu Tsang, Zhibin Yang, Haitao Huang, Wing-Tak Wong, Jianhua Hao,A universal strategy for HF-free facile and rapid synthesis of 2D MXenes asmultifunctional energy materials, J. Am. Chem. Soc., 2019.DOI: 10.1021/jacs.9b02578https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.9b02578
5. JACS：MXene衍生的MOFs
納米尺寸金屬有機(jī)框架（MOFs）的合成是一項極富挑戰(zhàn)性的任務(wù)，因為常規(guī)的可溶性金屬鹽前體在空間上不易操縱，因此通常會生成塊體MOFs。近日，阿卜杜拉國王科技大學(xué)Husam N. Alshareef，Mohamed Eddaoudi等首次采用V2CTxMXene作為金屬前驅(qū)體用來制備二維（2D）MOFs納米片，并通過控制反應(yīng)溫度來調(diào)節(jié)其厚度（6至18 nm）。研究發(fā)現(xiàn)，MXene高負(fù)電性的表面原子和足夠的配體可及的攻擊位點(diǎn)是生成2D MOFs納米片的關(guān)鍵。采用方便的旋涂工藝即可在這些納米片的基礎(chǔ)上生長出高度定向且光滑的MOF薄膜。此外，非揮發(fā)性H3PO4進(jìn)入合成的MOF薄膜，可使其表現(xiàn)出質(zhì)子傳導(dǎo)性能。該工作制備的高質(zhì)量MOFs膜為許多器件應(yīng)用鋪平了道路。Hao Wu, Mohamed Eddaoudi,* Husam N. Alshareef*,et al. MXene Derived Metal-Organic Frameworks. J. Am. Chem. Soc., 2019DOI: 10.1021/jacs.9b11446https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b11446
6. AM：金屬離子誘導(dǎo)Ti3C2Tx二維MXene快速凝膠化
凝膠化是實(shí)現(xiàn)納米材料自組裝成不同宏觀結(jié)構(gòu)的有效途徑，在典型應(yīng)用中，氧化石墨烯(GO)凝膠化可合成多種具有不同應(yīng)用的石墨烯基碳材料。然而，另一種與氧化石墨烯表面化學(xué)性質(zhì)不同的重要2D材料MXenes的凝膠化很難實(shí)現(xiàn)。有鑒于此，天津大學(xué)的楊全紅教授、清華大學(xué)的呂偉副研究員課題組合作利用Fe2+離子促進(jìn)二維MXenes材料Ti3C2Tx分散液快速凝膠化，這是因為Fe2+與MXene表面上的-OH羥基團(tuán)之間具有強(qiáng)相互作用，可以破壞MXene二維納米片之間的靜電排斥力，作為交聯(lián)劑將MXene二維納米片連接在一起，制備得到與氧化石墨烯凝膠類似的具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的MXene水凝膠，從而提高其表面利用率，用作超級電容器電極時表現(xiàn)出優(yōu)異的倍率性能。該工作對于其他二維納米材料制備成具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的水凝膠具有重要的借鑒意義。Yaqian Deng, TongxinShang, Zhitan Wu, Ying Tao, Chong Luo, Jiachen Liang, Daliang Han, Ruiyang Lyu,Changsheng Qi, Wei Lv*, Feiyu Kang, Quan-Hong Yang*. FastGelation of Ti3C2Tx MXene Initiated by MetalIons. Advanced Materials, 2019.DOI:10.1002/adma.201902432https://doi.org/10.1002/adma.201902432
7. AM：雜原子介導(dǎo)的Ru單原子與MXene載體之間的相互作用用于高效產(chǎn)氫
單原子催化劑（SACs）是近年來的研究熱點(diǎn)。近日，阿卜杜拉國王科技大學(xué)Jr-Hau He，Husam N. Alshareef等，將碳化鈦（Ti3C2Tx）MXene用作負(fù)載氮（N）和硫（S）配位的Ru單原子（RuSA）催化劑的固體載體，所得催化劑具有高的析氫反應(yīng)（HER）活性。X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)光譜和球差校正掃描透射電子顯微鏡研究表明，Ru在Ti3C2TxMXene載體上是原子級分散的，且RuSA與Ti3C2TxMXene上的N和S物種配位。所得的RuSA‐N‐S‐Ti3C2Tx催化劑實(shí)現(xiàn)10 mA cm-2的電流密度，過電勢僅76 mV。此外，將RuSA‐N‐S‐Ti3C2Tx催化劑集成到n+np+-Si光電陰極上可以實(shí)現(xiàn)高效光電化學(xué)產(chǎn)氫，其光電流密度極可達(dá)37.6 mAcm-2，高于報道的貴金屬Pt和其它貴金屬催化劑與硅光電陰極耦合。DFT計算表明，RuSA與Ti3C2TxMXene載體上的N和S位點(diǎn)配位是高HER活性的起源。Vinoth Ramalingam,Husam N. Alshareef,* Jr-Hau He*, et al. Heteroatom‐Mediated Interactionsbetween Ruthenium Single Atoms and an MXene Support for Efficient HydrogenEvolution. Adv. Mater. 2019,DOI:10.1002/adma.201903841https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201903841
8. AM：平行陣列MXenes層上的鋰的橫向生長助力無枝晶鋰金屬負(fù)極
盡管金屬鋰憑借著高理論比容量而成為了最具希望的二次電池負(fù)極材料，但是深度沉積-剝離條件下不可控的枝晶生長嚴(yán)重限制了金屬鋰的實(shí)際應(yīng)用。在本文中，北京航空航天大學(xué)楊樹斌等發(fā)現(xiàn)平行排列的MXenes片層能夠有效誘導(dǎo)金屬鋰在二維MXenes納米片層上的成核過程與生長過程。此外，在MXenes片層上原有的含氟端基能夠在電極-電解質(zhì)界面上預(yù)LiF一起作為穩(wěn)定均勻的固態(tài)電解質(zhì)界面，從而實(shí)現(xiàn)對鋰離子電遷移的誘導(dǎo)調(diào)節(jié)。因此，這種無枝晶鋰金屬負(fù)極在高達(dá)35 mAh/cm2的深度沉積-剝離容量下能夠保持長達(dá)900小時的循環(huán)壽命。
Di Zhang, Shubin Yang et al, HorizontalGrowth of Lithium on Parallelly Aligned MXene Layers towards Dendrite‐Free Metallic Lithium Anodes, AdvancedMaterials, 2019DOI: 10.1002/adma.201901820https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201901820
9. AM：MXene構(gòu)筑無枝晶鉀金屬負(fù)極
由于鉀金屬的低電位（-2.93 V）和高比容量（≈687 mAh g-1）優(yōu)勢，鉀金屬負(fù)極在未來的鉀-硫、鉀-空氣電池中具有廣泛應(yīng)用前景。但是，同其它堿金屬類似，鉀金屬負(fù)極也面臨枝晶等安全性問題。為此，悉尼科技大學(xué)的汪國秀教授、周棟博士和德雷塞爾大學(xué)的YuryGogotsi教授合作在Advanced Materials發(fā)表研究進(jìn)展。研究人員通過抽濾方式制備了同時存在鈦缺陷和富含氮的MXene納米片DN-MXene與碳納米管的復(fù)合網(wǎng)絡(luò)電極，并將鉀熔融進(jìn)網(wǎng)絡(luò)骨架中，得到了優(yōu)化的鉀金屬負(fù)極K@DN-MXene/CNT。高導(dǎo)電的三維骨架降低了局部電流密度，DN-MXene納米片則具有親鉀特性，誘導(dǎo)鉀的成核生長，實(shí)現(xiàn)鉀金屬在網(wǎng)絡(luò)中的均勻分布。本文中，研究人員組裝了鉀-硫電池，并取得了優(yōu)異的性能表現(xiàn)。本研究為今后堿金屬負(fù)極的研究提供了寶貴思路。Xiao Tang, Dong Zhou, Peng Li, et al,MXene-Based Dendrite-Free Potassium Metal Batteries, Adv. Mater., 2019
DOI：10.1002/adma.201906739https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201906739?af=R
10. AM：2DMXene和1D納米纖維素的納米復(fù)合材料助力超級電容器
2D金屬碳化物和氮化物（MXenes）系列是超級電容器最有前途的電極材料之一，因為它們具有高的類金屬導(dǎo)電性和表面功能實(shí)現(xiàn)的贗電容。然而，這些材料的主要缺點(diǎn)是力學(xué)強(qiáng)度低，妨礙了它們在輕質(zhì)柔性電子設(shè)備中的應(yīng)用。瑞典KTH皇家理工學(xué)院LiangqiOuyang和Mahiar M. Hamedi團(tuán)隊報道了一種從穩(wěn)定的膠體分散體中組裝1D纖維素納米纖絲（CNF）和MXene（Ti3C2Tx）的獨(dú)立且穩(wěn)固納米復(fù)合材料的策略。CNF的高縱橫比（寬度≈3.5nm，長度達(dá)到數(shù)十微米）及其與MXene的特殊相互作用使得復(fù)合材料具有高力學(xué)強(qiáng)度而不犧牲電化學(xué)性能。CNF負(fù)載高達(dá)20％，顯示出非常高的力學(xué)強(qiáng)度341 MPa（比原始MXene薄膜的29MPa高一個數(shù)量級），同時仍保持298 F g-1的高電容和高導(dǎo)電率295 S cm-1。研究者還證明MXene / CNF混合分散體可用作油墨以印刷具有精確尺寸的柔性微超級電容器。Weiqian Tian, Armin VahidMohammadi, MichaelS. Reid, Zhen Wang, Liangqi Ouyang, Johan Erlandsson, Torbj?rn Pettersson, LarsW?gberg, Majid Beidaghi, Mahiar M. Hamedi, Multifunctional Nanocomposites withHigh Strength and Capacitance Using 2D MXene and 1D Nanocellulose, AdvancedMaterials, 2019.DOI: 10.1002/adma.201902977https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201902977
11. Nature Commun.: 普渡大學(xué)報道MXene、二維硫化物復(fù)合材料通過噴墨方法用于有機(jī)揮發(fā)物的監(jiān)測
隨著物聯(lián)網(wǎng)（internet of things (IoTs)）概念的產(chǎn)生，可穿戴、無線技術(shù)得以快速發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)中最重要的是收集環(huán)境中的各種信息。比如，有機(jī)揮發(fā)物（volatile organic compounds (VOCs)）是環(huán)境中重要的污染物，這些污染物是生成地面臭氧（ground-level ozone）和致癌物（carcinogens）的重要因素，而且對人體有較大危害。因此無線快速有效監(jiān)測環(huán)境中有機(jī)氣體揮發(fā)物是非常重要的應(yīng)用場景。二維過渡金屬碳化物、氮化物（MXene）的化學(xué)式為Mn+1AXn，其中M，A，X分別代表過渡金屬、主族元素、碳或氮，n=1~3。MXene在催化（Chem 2019，5, 18–50），能源儲存（Chem.Soc. Rev. 2019，48, 72–133.），生物醫(yī)藥（Adv. Sci. 2018，5, 1800518）上有廣泛應(yīng)用。MXene在氣體傳感領(lǐng)域展現(xiàn)出了應(yīng)用能力（ACS Sens. 2019, 4, 1603–1611），但是MXene和過渡金屬硫化物的復(fù)合材料在氣體傳感上的應(yīng)用還沒有太多研究。MXene和二維過渡金屬硫化物材料都有非常有利的物理化學(xué)性質(zhì)（比如，能帶結(jié)構(gòu)和納米結(jié)構(gòu)可調(diào)控），將MXene摻入二維過渡金屬硫化物能夠顯著改善室溫條件有機(jī)揮發(fā)物氣體的傳感性能。此外，目前大量的氣體傳感器器件通過手工方法制作，比如滴加（drop-casting）法，這對器件的大規(guī)模應(yīng)用并無優(yōu)勢。作者認(rèn)為通過噴墨（inkjet）方法是實(shí)現(xiàn)大量制備氣體傳感器件的好方法，并將噴墨方法應(yīng)用于器件的制備中。美國普渡大學(xué)Stanciu Lia等報道合成了Ti3C2Tx和WSe2的復(fù)合結(jié)構(gòu)材料，并將其應(yīng)用于有機(jī)揮發(fā)物氣體的監(jiān)測。這種復(fù)合材料能夠提高響應(yīng)/恢復(fù)速度，降低噪音，實(shí)現(xiàn)對多種有機(jī)揮發(fā)物測試。同時，這種復(fù)合材料提供了一種緩解MXene氧化，提高M(jìn)Xene穩(wěn)定性的方法。這種復(fù)合結(jié)構(gòu)材料展現(xiàn)了對含氧有機(jī)物的高響應(yīng)能力。這篇報道對開發(fā)下一代可大量部署的（field-deployable）物聯(lián)網(wǎng)傳感器提供了積極作用。
Winston Yenyu Chen; Xiaofan Jiang; Sz-NianLai; Dimitrios Peroulis; Lia Stanciu*. Nanohybrids of a MXene and transitionmetal dichalcogenide for selective detection of volatile organic compounds, Nat Commun 2020, 11, 1302.DOI: 10.1038/s41467-020-15092-4https://www.nature.com/articles/s41467-020-15092-4
12. Angew：基于規(guī)則堆積高寬比納米片的MXene膜分離抗生素
抗生素和藥物不受控制地釋放到環(huán)境中是一個日益嚴(yán)重的世界性問題。因此，急需高效的污水處理技術(shù)。近日，華南理工大學(xué)的Haihui Wang和Yanying Wei & 萊布尼茨大學(xué)的Jürgen Caro等人利用高度規(guī)整的層合膜，成功地從相應(yīng)的水溶液和乙醇溶液中分離出7種典型的抗生素(包括水溶性和醇溶性抗生素)。1）研究者研發(fā)的膜是由2-4 μm鈦硬質(zhì)合金納米片組裝的。通過這種碳化鈦膜的溶劑透過率比大多數(shù)有類似抗生素排斥反應(yīng)的高分子納濾膜的溶劑透過率高一個數(shù)量級。這種高通量是由碳化鈦納米片的大展弦比誘發(fā)規(guī)則的二維(2D)結(jié)構(gòu)造成的。2）此外，表面終止物與抗生素之間的靜電相互作用也會影響其排斥反應(yīng)，提高其防污性能。這種二維碳化鈦膜進(jìn)一步拓寬了高附加值藥物分離純化層合材料在學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的應(yīng)用范圍。Li et al.，Antibiotics separation with MXene membranes based on regularlystacked high-aspect-ratio nanosheets. Angew. Chem. Int. Ed.10.1002/anie.202002935.DOI: 10.1002/anie.202002935http://dx.doi.org/10.1002/anie.202002935
13. AM：面向器件應(yīng)用的MXene印刷和圖案涂層
作為2D納米材料家族中蓬勃發(fā)展的成員，MXenes，即過渡金屬碳化物、氮化物和碳氮化物，表現(xiàn)出出色的電化學(xué)、電子、光學(xué)和機(jī)械性能。與其他2D材料相比，MXenes具有一組獨(dú)特的屬性，例如高金屬導(dǎo)電性、出色的分散質(zhì)量、負(fù)表面電荷和親水性，使其特別適合用作印刷應(yīng)用的油墨。印刷和預(yù)/后圖案涂布方法代表了基于MXene器件的一系列簡單、經(jīng)濟(jì)高效、通用且環(huán)保的制造技術(shù)。基于此，阿卜杜拉國王科技大學(xué)Husam N. Alshareef等人綜述了印刷/涂層方法在改善MXene基器件性能方面的巨大作用，而且還表明了這些方法在實(shí)現(xiàn)MXenes新興應(yīng)用的巨大潛力。1）首先討論了如何將MXenes轉(zhuǎn)換為油墨，主要集中在對打印很重要的問題上，包括MAX的蝕刻以及將MAX蝕刻為MXenes的分層。介紹了MXene油墨的流變性以及如何調(diào)整MXene的流變學(xué)和形態(tài)學(xué)特性，如何提高M(jìn)Xene油墨的穩(wěn)定性及如何適當(dāng)?shù)貙ζ溥M(jìn)行長時間存儲。2）介紹了與MXene有關(guān)的各種打印/涂布技術(shù)，主要包括噴墨、絲網(wǎng)、轉(zhuǎn)移、直接墨水書寫（DIW）、3D打印和圖案化涂布方法。而后從儲能、電子學(xué)、光電子學(xué)、傳感和驅(qū)動等應(yīng)用領(lǐng)域來討論了近年來在MXenes打印和圖案化涂層方面的研究工作。最后，對這一有趣領(lǐng)域的現(xiàn)狀和未來發(fā)展方向提出了新的見解。作者指出，迫切需要對油墨和印刷/涂層工藝的優(yōu)化進(jìn)行詳細(xì)的研究。Yi-Zhou Zhang, et al. MXene Printing andPatterned Coating for Device Applications. Adv. Mater. 2020, 1908486.DOI: 10.1002/adma.201908486.https://doi.org/10.1002/adma.201908486
14. AM：二維(2D)MXene-TiO2核殼納米片作為數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)
MXenes是一類新興的2D過渡金屬碳化物和氮化物，其通用公式為Mn+1XnTx(n = 1-4)，由于它們具有二維結(jié)構(gòu)的固有特性、高的態(tài)密度和高的功函數(shù)，有在內(nèi)存設(shè)備中作為浮柵的應(yīng)用潛力。近日，延世大學(xué)的Jeong Ho Cho等人通過對MXene表面氧化的確定性控制，合成了一系列MXene-TiO2核殼納米片。1）納米浮柵晶體管存儲器(NFGTM)中的浮柵(多層MXene)和隧穿層(TiO2)是通過一種簡便、低成本和水基工藝同時制備的。2）通過調(diào)整在MXene表面形成氧化層的厚度，優(yōu)化記憶性能。制備的MXene NFGTMs具有良好的非易失性內(nèi)存特性，包括大內(nèi)存窗口(>35.2 V)、高編程/擦除電流比(106)、低關(guān)斷電流(<1 pA)、長保持時間(>104 s)和持久循環(huán)性(300個周期)。3）此外，利用MXene NFGTMs成功地模擬了突觸功能，包括興奮性突觸后電流/抑制性突觸后電流、配對脈沖促進(jìn)和突觸可塑性(長期增強(qiáng)/抑制)。4）MXene氧化的成功控制及其在NFGTMs中的應(yīng)用，有望激發(fā)MXene作為數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)在未來存儲設(shè)備中的應(yīng)用。Lyu, B., Choi, Y., Jing, H., Qian, C., Kang,H., Lee, S., Cho, J. H., 2D MXene–TiO2Core–Shell Nanosheets as a Data‐Storage Medium in Memory Devices. Adv. Mater. 2020, 1907633.DOI: 10.1002/adma.201907633https://doi.org/10.1002/adma.201907633
15. Chem：以Ti3AlC2為原料，在極性有機(jī)溶劑中進(jìn)行無水蝕刻合成了2D Ti3C2Tz MXene
二維(2D)過渡金屬碳化物和氮化物(稱為MXenes)，通常是通過將母MAX相暴露于含氟離子的酸中自上而下地合成的。這種選擇性地酸處理能從MAX相中蝕刻出A-原子層，得到2DMXene片。迄今為止，這種酸處理最常用的溶劑是水，這使得在水敏應(yīng)用中使用MXenes變得困難。在這項工作中，美國德雷塞爾大學(xué)的Michel W.Barsoum等人證明了可以在極性有機(jī)溶劑和二氟化氫銨溶液中蝕刻MAX相，并在不用水的情況下得到F(氟)端的MXenes。1）用極性溶劑和NH4HF2溶液無水合成MXenes；2）以碳酸丙烯酯為原料合成的MXene在鈉離子電池中表現(xiàn)出較好的性能；3）如果在手套箱中合成，則MXenes的末端主要是氟。這為MXenes在許多水敏應(yīng)用領(lǐng)域的應(yīng)用開辟了道路，如能源儲存、聚合物復(fù)合材料、量子點(diǎn)支架等。Natu et al., 2D Ti3C2TzMXene Synthesized by Water-free Etching of Ti3AlC2 inPolar Organic Solvents, Chem (2020),https://doi.org/10.1016/j.chempr.2020.01.019DOI：10.1016/j.chempr.2020.01.019https://doi.org/10.1016/j.chempr.2020.01.019
