一、MXENE
MXene是一類具有二維層狀結(jié)構(gòu)的金屬碳化物或氮化物，2011年由德雷塞爾大學(xué)Yury Gogotsi教授課題組合成出來。MXene材料具有類金屬的導(dǎo)電性、良好的親水性和機械穩(wěn)定性，因而在電化學(xué)儲能、電磁屏蔽、電催化、傳感器等領(lǐng)域都有良好的應(yīng)用前景。近年來關(guān)于MXene的研究呈現(xiàn)爆發(fā)式增長，并頻頻登上各大研究領(lǐng)域頂刊。ACS Nano，Adv. Mater.，Adv. Funct. Mater.等頂級期刊有諸多關(guān)于MXene的報道，在Science以及Nature子刊等頂級學(xué)術(shù)期刊上，關(guān)于MXene的報道已有多篇。在谷歌學(xué)術(shù)以“MXene”為關(guān)鍵詞進行檢索，2012年文章數(shù)量為292篇，而截止到2022年9月，文章數(shù)量達(dá)到16700篇，MXene材料以這種井噴式增長在納米材料領(lǐng)域占據(jù)越來越重要的位置。
現(xiàn)階段關(guān)于MXene的主流研究仍然集中于能源轉(zhuǎn)換與存儲方向上，將MXene用作鋰/鈉離子電池、鋰-硫電池和超級電容器等儲能器件的電極材料，是當(dāng)前研究的熱點。其次是電化學(xué)傳感器以及環(huán)境響應(yīng)性器件，在電磁屏蔽吸波、光電器件、光熱轉(zhuǎn)換用于生物治療等多功能復(fù)合材料方向也開始涉及，MXene的研究已經(jīng)迎來了春天！
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二、紫磷、黑磷
二維黑磷是近年來脫穎而出并受到廣泛關(guān)注的新型半導(dǎo)體材料。自2014年首次被發(fā)現(xiàn)以來得到了研究者的廣泛關(guān)注。黑磷（晶體、薄片、量子點）具有優(yōu)異的表面活性、可調(diào)諧的帶隙、高的載流子遷移率、溫和的開/關(guān)比率、良好的生物相容性及生物降解性等特性，在能量存儲與轉(zhuǎn)換、光電子器件、生物醫(yī)學(xué)、生物傳感等領(lǐng)域得到了廣泛的研究，常年在Nature communications、 Advanced materials、Advanced Functional Materials、Angewandte Chemie等頂刊占據(jù)重要位置。
紫磷是另外一種層狀磷的同素異形體。紫磷烯被證明是比黑磷烯更穩(wěn)定的二維半導(dǎo)體材料，在電子、光電子器件、生物等領(lǐng)域具有極大的應(yīng)用潛力。研究表明，單層紫磷烯的二維楊氏模量是石墨烯的4.4倍，也遠(yuǎn)高于目前已知的其他二維材料。此外，根據(jù)計算單層紫磷烯也有希望用于NO2、O3和SO2的氣體傳感，作為鋰離子電池和鈉離子電池的負(fù)極材料（中國新能源材料與器件第五屆學(xué)術(shù)會議）也表現(xiàn)出巨大潛力。紫磷兼具了高載流子遷移率和各向異性，且具有寬帶隙、穩(wěn)定、易剝離的特性，目前有關(guān)紫磷的研究還處于上升階段，未來紫磷有望取代黑磷成為新的“夢幻材料”。
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三、石墨炔
作為一種新興的碳同素異形體，二維石墨炔材料具有獨特的sp和sp2電子結(jié)構(gòu)并具有本征帶隙，展現(xiàn)了已發(fā)現(xiàn)碳材料難以擁有的性質(zhì)。李玉良院士團隊于2010年在全球首次成功合成石墨炔，開辟了碳材料研究新領(lǐng)域。石墨炔中雜化碳結(jié)構(gòu)使其具有很高的π共軛性、規(guī)則有序分布的孔隙結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu)可調(diào)的特性，從而造成了其具有某些獨特的電子傳導(dǎo)、力學(xué)和光學(xué)特性，得到越來越多的關(guān)注，最近兩年更是頻頻亮相Energy Environ. Sci.、Adv.Mater、Angew、Chemical Engineering Journal等頂刊，發(fā)文數(shù)量也逐年增加。
現(xiàn)階段對石墨炔的研究主要集中在化學(xué)、材料學(xué)和物理學(xué)方向，除了關(guān)注石墨炔本身外，石墨炔材料的應(yīng)用也逐漸成為研究者關(guān)注的方向，石墨炔材料已經(jīng)在能源催化（光催化及光電催化等）、能源存儲（鋰離子電池，鈉離子電池，硫電池及超級電容器等）、生物醫(yī)學(xué)（靶向藥物及腫瘤治療等）、海水淡化及氣體分離等領(lǐng)域的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究方面取得了一系列前沿性成果。
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四、 MOFs
MOFs中文全稱是金屬有機骨架材料，是由有機配體和無機金屬離子或者團簇通過配位鍵自組裝形成的具有分子內(nèi)孔隙的有機-無機雜化材料。MOFs材料獨特的骨架與孔道結(jié)構(gòu)特征決定了它們具有獨特的大比表面積、高孔隙率和化學(xué)可調(diào)節(jié)性等特征。MOF是一個被Nature、Science“捧紅”的大明星，作為多孔納米材料中的翹楚，MOFs近年來的發(fā)展迅猛異常，無論是膜分離、氣體存儲、能源轉(zhuǎn)化與存儲，還是催化、納米醫(yī)學(xué)、柔性器件，都可以看到MOFs的身影。
MOFs材料的種類非常多，據(jù)不完全統(tǒng)計，在過去的十年中，科學(xué)家報告和研究了超過20000種不同的MOFs，其中UIO-66、MIL-101、ZIF-8、MOF-88是比較常見的且應(yīng)用比較廣的集中MOFs材料。目前MOFs的研究主要集中在幾個方向，如MOFs材料（中國新能源材料與器件第五屆學(xué)術(shù)會議）的精準(zhǔn)可控設(shè)計、提高生物MOFs材料的生物穩(wěn)定性以及MOFs基催化劑在催化領(lǐng)域的應(yīng)用等等。
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