MXenes是纳米技术的未来吗

人造肾脏、强大的电池和高效的水净化是一组被称为 MXenes 的超薄材料的未来应用。这一观点在《科学》杂志的一篇文章中得到表达，其作者包括林雪平大学的一位。

横截面薄如一层或几层原子的材料由于其厚度而具有不寻常的特性。这些特性可能是高导电性、高强度或耐热能力，使超薄材料在未来技术中具有巨大的应用潜力。最著名的材料是石墨烯，自发现以来，对其他超薄材料(也称为二维材料)的追寻力度不断加大。

石墨烯和许多其他二维材料是半导体、半金属或极化绝缘体。缺乏超薄金属导体是开发仅基于二维材料的组件的障碍。

2011 年发现了一组新的超薄材料，并命名为 MXenes。它们由金属与碳或氮原子结合而成。MXenes 补充了其他超薄材料，因为它们是金属导体，并为纳米尺度上的全新应用打开了大门。

林雪平大学物理、化学和生物系教授 Johanna Rosén 与美国德雷塞尔大学的同事在 Science 上发表了一篇文章，讨论了 MXenes 的未来及其预期的影响。

“有很多可以想象的应用。最接近实现的两个是高效储能，以电池和超级电容器的形式，以及电磁干扰屏蔽。但从长远来看，我们将能够制造用于空气和水净化的过滤器、用于下一代通信的天线，以及我们尚未想到的许多其他应用，”Johanna Rosén 说。

此外，许多 MXenes 具有生物相容性(与活组织相容)、无毒且环保，这意味着它们正在被研究用于生物医学的可能应用。一种这样的应用是人造肾脏的形成，这将使透析治疗(或其他没有透析机的治疗)变得不必要。

第一个被发现的 MXene 是碳化钛 Ti 3 C 2。现在，十年后，已经开发了大约 50 种不同的 MXene，其中许多是在林雪平大学。然而，用于生产它们的方法意味着可用的组合几乎是无限的。这意味着从长远来看，可能会有数千个具有不同定制特性的 MXene。

“MXenes 是在十年前才被发现的，研究它们的研究领域发展非常迅速。现在每年发表大约 6,600 篇科学文章。但仍有许多性质和应用有待发现，可以解决许多问题。技术和医学领域的当代挑战，”约翰娜·罗森说。

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