二维过渡金属碳化物、氮化物或碳氮化物，即Mxenes，它们包含奇数层，其中金属 (M) 夹着碳或氮 (X) 层。这是一种近年来被发现的新型二维结构材料，由于具有石墨烯高比表面积、高电导率的特点，又具备组分灵活可调，最小纳米层厚可控等优势，已在储能、吸附、传感器、导电填充剂等领域展现出巨大的潜力。

自2011年，美国德雷塞尔大学（Drexel University）的Yury Gogotsi教授和Michel W. Barsoum教授等人合作发现Mxenes以来，已过去10年。6月11日的Science发表了德雷塞尔大学和瑞典林雪平大学对Mxenes材料结构和应用研究的最新成果。论文以“The world of two-dimensional carbides and nitrides (MXenes)”为题发表，地址：DOI: 10.1126/science.abf1581。

大量Mxene具有三、五、七、九个原子层结构，并包含一种或两种金属原子。

Ti₃C₂在2011年首次被发现报道后，以其为MAX 相前体合成 Ti₂C、Ta₄C₃和其他 MXene奠定了基础，展示了三种可能的结构（M2X、M3X2 和 M4X3）。后来生产了 M₅C₄，进一步增加了结构多样性，包括那些具有平面内和平面外排列的金属原子，使理论上可能的成分数量增加到100多种，再考虑到各种表面终止的不同结构，种类以指数级增加，正因此，研究为人力所不及，这就开启了计算驱动的 2D 材料原子设计的新时代。这其中，无毒环保的钛基Mxene材料，它们以及由聚合物、陶瓷、金属混合物的复合材料，尤其引人瞩目。

Mxene已被广泛应用于、能量存储和收集、催化、水净化和海水淡化、电磁干扰屏蔽、通信、光学、电子、等离子体、传感器、执行器、复合材料和医学等领域。这篇论文对 MXenes 领域进行了前瞻性的回顾，讨论了要解决的挑战并概述了研究方向，这些方向将加深对 MXenes 特性的基本理解，并使它们与各种新兴技术中的其他二维材料混合。

编译 YUXI