MXene是一种新型二维过渡金属碳化物和氮化物，具有独特的结构和优异的物理化学性质。MXene是由美国德雷克塞尔大学研究团队于2011年首次合成的，由过渡金属和碳或氮组成，表面通常含有氧、氟或羟基等端基。由于其独特的层状结构和表面化学特性，MXene在能量存储、电子器件、传感器等领域展示出巨大的应用潜力。
与传统二维材料相比，MXene在超级电容器、锂离子电池、燃料电池等领域表现更加出色，MXene的优点包括高导电性、良好的机械强度、优异的电化学性能和丰富的表面化学性质。此外，MXene的层间距离可通过化学修饰和离子插层来调控，从而优化其电化学性能。
MXene的工作原理主要涉及其独特的二维层状结构和丰富的表面化学功能，其高导电性源于过渡金属层的良好电导率，而表面端基则提供了丰富的化学反应位点和良好的亲水性，使MXene在电化学反应中表现出优异的性能。
全球范围内，美国、中国、日本、韩国等国家在MXene领域的专利布局较为活跃，特别是美国德雷塞尔大学和中国的研究机构在MXene技术的开发和应用上成果显著，拥有大量的核心专利。自首次被发现以来，全球范围内MXene相关的科研论文已经发表了超过3000篇，涉及材料科学、化学、物理和工程等多个学科领域。
根据新思界产业研究中心发布的
《2023-2028年中国Mxene行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示，2023年全球MXene材料市场规模超过0.32亿美元，在能量存储、电子器件、传感器等领域，MXene展现出了巨大的应用潜力。在能量存储方面，MXene被广泛用于超级电容器和锂离子电池，能够显著提高充放电速率和能量密度；在电子器件领域，MXene的高导电性使其成为柔性电子和透明导电薄膜的理想材料； MXene在传感器中因其高灵敏度和快速响应性，应用于气体传感、生物传感等方面。此外，独特的性能还使得MXene应用在导电油墨、复合材料、环境治理等新兴领域。
新思界
行业分析人士表示，研究人员正致力于开发新型MXene材料和制备方法，以提高其电化学性能和应用范围。例如，通过元素掺杂和表面修饰来优化MXene的电导率和化学稳定性。此外，MXene与其他二维材料的复合材料也正在研究中，以实现更高的性能和更多的应用。MXene作为一种新兴的二维纳米材料，具有巨大的应用潜力和广阔的发展前景。
