继黑磷之后Mxene崛起，赶超石墨烯之势！

      MXenes是一种新型的二维纳米材料，具有本征纳米级层状结构、高度可调节的金属成分和表面官能团、巨大的比表面积、良好的亲水性、优异的导电性。近年来关于MXenes的研究呈现爆发式增长，尤其在储能、传感器和催化领域表现优异，并频频登上各大研究领域顶刊。

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储能

      MXenes在储能领域已经成为了炙手可热的新材料，常出现在Advanced Energy Materials、Nature Communication、Energy & Environmental Sciences等顶级期刊上，在锂硫/硒电池、锂离子电池、钠/钾离子电池、钾离子电池、电容器中均有不俗表现。       Nat. Commun.报道了用MXenes作硅电极的导电粘合剂，无需任何其他添加剂，通过简单且可扩展的浆料涂覆工艺生产电极，制备的电极面容量高达23.3mAhcm^-2。其中的MXenes纳米片形成一个连续的导电网络，能够快速传输电荷，为厚电极（高达450µm）提供良好的机械骨架。J. Mater. Chem. A报道了采用简单的混合悬浮液真空抽滤工艺，将少层Nb₂CTx和Ti₃C₂Tx纳米片交替堆叠，制备了用于柔性超级电容器的柔性自支撑复合膜。Ti₃C₂Tx/Nb₂CTx薄膜在2mVs^-1的扫描速率下可具有370Fg^-1的质量比电容，在200mVs^-1仍具有56.1%的电容保持率，并且拥有长久的循环寿命。实验结果证明，将不同MXenes进行复合是改善MXenes基薄膜电容性能的有效途径。

碳化钛(Ti₃C₂Tx) MXene少层分散液

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碳化铌(Nb2CTx) MXene多层纳米片

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碳化钛(Ti₃C₂Tx) MXene少层纳米片

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02

传感器

      MXenes除了在储能领域的应用外，在传感器领域如应变传感、生物监测传感、气体传感、压力传感、可穿戴传感等领域也占据着越来越重要的位置。
      应变传感器的使用领域要求其具有高度的灵敏性、可伸缩性、能够与任意复杂的表面兼容性地粘附。Science Advances报道了MXenes（Ti₃C₂Tx）水凝胶复合材料可作为应变传感器，这种复合水凝胶具有优异的拉伸应变灵敏性，其应变系数为25，是原水凝胶的10倍。此外，所述MXenes水凝胶具有超过3400%的显著拉伸性、瞬时自愈能力、优异的适形性以及对包括人体皮肤在内的各种表面的粘附性。值得注意的是， MXenes具有独特的手风琴状结构，可以有效地固定化酶，并为酶保持其生物活性提供了有利的微环境，基于MXenes的酶传感器的稳定性很好，因此MXenes作为一种灵敏的电化学传感器，可以检测多种分析物，具有广阔的应用前景。

碳化钛(Ti₃C₂Tx) MXene多层纳米片

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碳化钛(Ti₃C₂Tx) MXene薄层分散液

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碳化钛(Ti₃C₂Tx) MXene少层分散液(NMP)

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催化

      MXenes在环境相关领域如电催化、光催化水解、光催化还原二氧化碳、水净化展示出巨大的应用潜力。如Ti₃C₂Tx既可以单独做催化剂，也可以做催化剂载体，目前已经应用于ORR、OER、HER等电催化以及水分解产氢、光催化降解水中有机污染物等光催化应用，在单原子催化领域也逐渐崭露头角。
      Nat.Commun.报道了通过水热法将Ti₃C₂纳米颗粒集成到吸光材料CdS表面，实现了活性高达14342μmolh^-1g^-1的可见光催化产氢，同时该策略也成功地拓展到了ZnS或ZnxCd1−xS等其他光催化剂体系中。Angew.Chem.报道了一种由二维石墨相氮化碳和碳化钛MXene纳米片构成的自支撑薄膜。该复合薄膜在催化碱性水体系中的析氧反应中，表现出优异的活性和稳定性，其优异的电催化能力，可与最先进的贵金属/过渡金属催化剂相媲美，可直接用作可充电锌-空气电池的高效正极。

碳化钛（Ti₃C₂）自支撑薄膜

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小片径碳化钛MXene薄层分散液

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钛碳化铝(Ti₃AlC₂) MAX相陶瓷材料

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