本文参加百家号#科学了不起#系列征文赛。

密苏里科技大学的研究人员称，关于被称为MXenes的二维材料的基本化学性质的一项新发现将改变研究人员使用它们的方式，并开辟新的应用领域。

MXenes是一种陶瓷，构成了最大的二维导电材料家族之一。它们的导电性使它们成为储能、传感和光电子学领域的候选材料。MXenes之所以如此有趣，是因为这种材料可以包括由过渡金属（如钼或钛）、碳和氮的数百万种可能排列组成。

在这些无数种可能的排列中，迄今只合成了几十种。密苏里科技大学化学副教授VadymMochalin博士说，这主要是因为对MXenes的合成方法的数量因缺乏对材料化学性质的了解而受到限制。

Mochalin和密苏里州科学技术大学Mochalin小组的化学博士生HuangShuhanhan率先记录了MXenes在水性环境中反应的气体产物。

我们的实验发现开辟了二维过渡金属碳化物和碳氮化物化学的新领域，Mochalin说。通过展示MX烯的化学性质与它们的散装类似物相比有多么显著的不同，我们为研究人员提供了必要的信息，他们现在将以不同的方式设计他们的MX烯合成，储存和加工策略。

Mochalin表示，关于MXenes如何与水相互作用的知识是其基本化学特性之一。他补充说，这在应用中很重要，特别是在催化和传感领域，材料会在环境中暴露的情况下，理解这一点很重要。

无机化学教科书教导说，过渡金属碳化物可以持续暴露在水中，以及水性酸或碱中，而不会在环境条件下发生反应，并且通常是化学稳定材料的好例子。Huang说。但自从年MXenes上市以来，研究人员将同样的假设应用于这些碳化物的2-D形式，我们现在知道这不再是真的。

研究人员首次使用拉曼光谱和气相色谱分析了MXenes与水反应中演化的气体成分。他们的研究结果发表在ACSNano杂志上，论文标题为《UnderstandingChemistryofTwo-DimensionalTransitionMetalCarbidesandCarbonitrides(MXenes)withGasAnalysis》。