瑞典林雪平大學的研究人員開發了一種新方法，可能導致合成數百種新的二維（2D）材料，這些材料僅幾原子厚，並展現出在能源存儲、催化和水淨化等多種應用中有用的獨特屬性。這一進步基于在實驗室中驗證的理論模型，拓寬了創造超越已知MXene家族的更多2D材料的潛力，爲多樣化的技術應用鋪平了道路。

自發現石墨烯以來，對極薄材料（即2D材料）的研究領域呈指數級增長。這是因爲2D材料相對于它們的體積或重量具有很大的表面積。這引發了一系列物理現象和獨特的屬性，如良好的導電性、高強度或耐熱性，使2D材料在基礎研究和應用中都引起了興趣。

MXene是最大的2D材料家族。MXene是通過從稱爲MAX相的三維母材料中創建的。它由三種不同的元素組成：M是過渡金屬，A是（A族）元素，X是碳或氮。通過用酸去除A元素（剝離），就創建了二維材料。到目前爲止，MXene是唯一以這種方式創建的材料家族。

林雪平大學的研究人員引入了一種理論方法來預測其他可能適合轉換爲2D材料的三維材料。他們還證明了理論模型與現實是一致的。

爲了成功，研究人員使用了三步過程。在第一步中，他們開發了一個理論模型來預測哪些母材料是合適的。在國家超級計算機中心使用大規模計算，研究人員能夠從數據庫中識別出119種有前景的3D材料，該數據庫包含66,643種材料。

下一步是在實驗室中嘗試創建材料。研究人員從母材料YRu2Si2中移除了钇（Y），結果形成了二維的Ru2SixOy。

爲了在實驗室中確認成功，需要進行驗證——第三步。研究人員使用了林雪平大學的掃描透射電子顯微鏡Arwen。它可以在原子級別檢查材料及其結構。在Arwen中，還可以使用光譜學研究材料由哪些原子組成。

研究人員的發現意味著還有更多的具有獨特屬性的2D材料可以開發。這些材料反過來又可以爲大量的技術應用奠定基礎。研究人員的下一步是探索更多潛在的前驅材料並擴大實驗規模。Johanna Rosén教授認爲，未來的應用幾乎是無限的。

總的來說，2D材料已經顯示出在大量應用中的巨大潛力。你可以想象捕捉二氧化碳或淨化水。現在的問題是如何擴大合成規模並以可持續的方式進行。

親愛的讀者，你對這種新型2D材料的發現感到好奇嗎？你認爲這些材料將如何影響未來的技術發展？或者你有自己對材料科學和技術創新的看法和想法嗎？歡迎在評論區分享你的想法和見解，讓我們一起探討科技如何幫助我們創造更美好的未來。

參考資料：DOI： 10.1126/science.adj6556