财联社8月19日发布，韩国科学技术研究院(KIST)周四(8月17日)宣布，已经开发出

了批量生产“MXene”的新技术，预计这将开启迄今仍无法实现的大规模生产的道路。

据悉，MXene是材料科学中的一类二维无机化合物。这些材料由几个原子层厚度的

过渡金属碳化物、氮化物或碳氮化物构成。它最初于2011年被发现，由于MXene材料表

面有羟基或末端氧，它们有着过渡金属碳化物的金属导电性。

由于MXene独特的性能，使其迅速成为研究热点，也是继石墨烯之后最受关注的二

维纳米材料之一，并已广泛应用于储能、催化、吸附等众多领域。

然而，目前针对MXene的大量制备仍然较为困难，相关研究仍处于起步阶段。目前

已经发现了30多种不同类型的MXene材料，它们可以根据不同的应用需求进行调节和优化。

KIST在Nanoscale期刊上发表了这篇论文，研究人员表示，根据霍耳散射因子的不

同，MXene具有不同的应用领域。当该值小于1时，可用于高性能晶体管、高频发生器、

高效传感器、光电探测器等。如果该值大于1，则可用于热电材料和磁性传感器等。

KIST韩国-印度合作中心主任Lee Seung-chul在一份声明中写道：“不像以前的研究集

中在纯MXene的生产和特性上，我们开发了一种新的表面分子分析方法，可以轻松地对

制造的MXene材料进行分类，这是非常关键的一步。基于此，我们预计大批量生产具有

统一质量的MXene材料将成为可能。”

什么是MXene？

MXene是一种由过渡金属碳化物、氮化物或碳氮化物组成的二维无机化合物，它

的厚度只有几个原子层，因此具有极高的比表面积和导电性。MXene的名称来源于其

结构类似于MAX相材料（M为过渡金属，A为主族元素，X为碳或氮），但是其中的A元

素被刻蚀掉，形成了Mn+1Xn（n=1,2,3）的层状结构。由于MXene表面含有羟基或末端

氧等官能团，使其具有亲水性和可调节的表面化学性。

MXene自2011年被首次发现以来，就引起了科学界和工业界的广泛关注，被认为

是继石墨烯之后最有前途的二维纳米材料之一。由于MXene具有优异的电学、光学、

热学、力学和催化性能，它已经在储能、传感器、电子器件、生物医学、环境工程等

多个领域展现出了巨大的应用潜力。

MXene在生命科学领域的应用

生物传感器：MXene可以作为高性能的受体，用于检测生物分子、细胞、组织和器

官的状态和功能。MXene可以与荧光、光学、电化学和场效应晶体管等不同类型的传感

器结合，实现高选择性、低检出限、高灵敏度和快速响应的生物检测。

生物成像：MXene可以作为一种多功能的成像剂，用于提高肿瘤和其他疾病的诊断

效率和精度。MXene可以利用其在近红外区域的强吸收能力和X射线的高衰减性能，实

现光声成像、光热成像和X射线计算机断层扫描等多种成像模式的增强。

药物传递：MXene可以作为一种有效的药物载体，用于实现药物的靶向传递和控制

释放。MXene可以通过其表面端基官能团和层间空隙，装载不同类型的药物分子，并通

过外部刺激（如光、热、电或酶）触发药物的释放。

光热治疗：MXene可以作为一种高效的光热剂，用于实现肿瘤和其他病变组织的

热消融。MXene可以通过其在近红外区域的高光热转换效率，将吸收的光能转化为热

能，并将局部温度升高到足以杀死癌细胞的程度。

植入物：MXene可以作为一种具有良好生物相容性和电学性能的材料，用于制备

植入式医疗器械，如人工骨骼、心脏起搏器、神经刺激器等。MXene可以通过其优异

的机械韧性和导电性，与人体组织形成良好的界面，并实现信号的传递和调节。

如果该研究突破了MXene大规模制备的关键技术难题,开发出了区分不同MXene材

料的简便方法。那么这不仅可以降低MXene的制造成本,还为实现MXene的商业化应用

奠定了基础。根据MXene的具体类型和性能指标,可以实现指定用途的MXene定制生产。

这为MXene在生物医学、高性能电子器件、传感器、热电转换、储能等领域的广

泛应用提供了保障。MXene规模化生产的实现,将大大推动MXene科研成果向实际应用

的转化,解决产业发展过程中的实际问题,其科研成果具有重大的科学意义和广阔的

应用前景。