Десять лет прогресса в синтезе и разработке MXenes

С момента открытия в 2011 году число двумерных (2D) карбидов и нитридов переходных металлов (MXenes) неуклонно увеличивается. В настоящее время известно более 40 составов MXenes. Их конечное число значительно больше, и со временем они могут стать крупнейшим из известных семейств двумерных материалов. Уникальные свойства MXenes, такие как металлическая электропроводность, достигающая ≈20 000 S·см⁻¹, делают их весьма полезными для широкого спектра применений, включая накопление энергии, оптоэлектронику, биомедицину, связь и экологические технологии. Число опубликованных статей и патентов, посвящённых MXenes, быстро растёт. MXenes первого поколения синтезируют селективным травлением металлических слоёв из фаз MAX — слоистых карбидов и карбонитридов переходных металлов — с использованием плавиковой кислоты. С тех пор были разработаны многочисленные методы синтеза, включая селективное травление смесями фторидных солей и различных кислот, безводными травителями, галогенами и расплавленными солями, что позволяет получать новые MXenes с более эффективным контролем их поверхностной химии. В настоящей работе представлен краткий исторический обзор первых 10 лет исследований MXenes, а также перспективы их синтеза и дальнейшего развития. Возможность легко масштабировать их производство в водных средах с высоким выходом позволяет с оптимизмом оценивать перспективы их коммерциализации.