Статья к 25-летию: MXenes — новое семейство двумерных материалов

Недавно было открыто новое обширное семейство двумерных карбидов и карбонитридов ранних переходных металлов, получившее название MXenes. MXenes получают селективным травлением элемента A из фаз MAX — слоистых твердых веществ с металлической проводимостью, в которых слои соединены прочными металлическими, ионными и ковалентными связями; примерами служат Ti₂AlC, Ti₃AlC₂ и Ta₄AlC₃. MXenes сочетают металлическую проводимость карбидов переходных металлов с гидрофильностью поверхностей, содержащих терминальные гидроксильные или кислородные группы. По сути, они ведут себя как «проводящие глины». В статье представлен обзор экспериментальных и теоретических достижений в изучении синтеза, структуры, свойств, интеркаляции, деламинации и возможных применений MXenes. MXenes могут найти применение в широком спектре технологий. Они уже продемонстрировали перспективные характеристики в системах электрохимического хранения энергии. Также представлен подробный прогноз направлений дальнейших исследований MXenes.