【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】MXenes(邁克烯，一類碳或氮化物二維材料)因其表面組成可調(diào)性和多樣化的插層化學(xué)特性，已成為電化學(xué)儲(chǔ)能以及納米流體技術(shù)等領(lǐng)域中極具潛力的多功能平臺(tái)。盡管在水相或有機(jī)介質(zhì)中進(jìn)行離子插層已被廣泛用于調(diào)控MXene的層間結(jié)構(gòu)和電子狀態(tài)，但對(duì)適配插層物種的選擇目前仍主要依賴經(jīng)驗(yàn)。迄今為止，尚未建立一種被廣泛認(rèn)可的、用于定量評(píng)估客體分子進(jìn)入MXene主體結(jié)構(gòu)可行性的理論框架。
 

　　對(duì)此，西安交通大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院電子陶瓷與器件教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、陜西省先進(jìn)儲(chǔ)能電子材料與器件工程研究中心闕文修教授團(tuán)隊(duì)在國(guó)際著名期刊《先進(jìn)材料》(Advanced Materials)上發(fā)表題為“Spatial-Compatibility-Assisted Molecular Intercalation in MXenes”《空間相容性輔助的MXene分子插層》的研究文章，作者提出了一種通用的空間位阻–相容性判據(jù)。該判據(jù)指出：當(dāng)插層分子的有效三維尺寸與母相MAX相中Al元素脫除后形成的層間間距(Δd)相當(dāng)或更小時(shí)，插層過(guò)程在幾何結(jié)構(gòu)上即可實(shí)現(xiàn)。基于這一原則，可以對(duì)一系列具有空間尺寸相容性的小分子進(jìn)行篩選，并進(jìn)一步合理解釋其插層/刻蝕行為。基于這一幾何尺寸匹配原則，作者成功合成了一系列多層MXene材料，包括Ti3C2T?、Mo2TiC2T?、V2CT?、V4C3Tx、Nb2CTx和Nb4C3Tx等多種典型二維過(guò)渡金屬碳化物體系，展現(xiàn)出該方法在不同MXene家族材料中的普適性。此外，所得多層Ti3C2Tx MXene經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單超聲處理即可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)有效剝離，獲得少層MXene納米片，表明該策略能夠在材料制備過(guò)程中同步改善層間可剝離性，為后續(xù)構(gòu)筑高性能二維材料器件提供便利。西安交通大學(xué)電信學(xué)部博士生盛敏豪為此論文的第一作者，西安交通大學(xué)闕文修教授與名古屋大學(xué)Yusuke Asakura, Yusuke Yamauchi教授為共同通訊作者。西安交通大學(xué)為第一作者單位。
 

　　闕文修教授團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期致力于MXenes基納米復(fù)合材料在電化學(xué)儲(chǔ)能及電催化領(lǐng)域的研究，該研究工作是闕文修教授課題組在《先進(jìn)能源材料》(Advanced Energy Materials)、《先進(jìn)功能材料》(Advanced Functional Materials)、《納米》(ACS Nano)、《先進(jìn)科學(xué)》(Advanced Science)等國(guó)際著名期刊發(fā)表儲(chǔ)能轉(zhuǎn)換領(lǐng)域多項(xiàng)研究成果后的又一重要進(jìn)展。
 

　　引用：西安交大闕文修教授團(tuán)隊(duì)在二維材料領(lǐng)域取得新進(jìn)展 西安交通大學(xué) 【引用時(shí)間：2026年9月11日】