MXenes即二維過渡金屬碳化物/氮化物，是一種新型二維結構材料，化學通式為Mn+1XnTx，其中M代表過渡金屬，X代表碳或氮，n從1到4變化，Tx表示表面官能團。
MXenes為六方密堆積晶體結構，過渡金屬原子呈密堆積排列，碳或氮原子占據八面體位置。根據結構不同，MXenes分為普通MXenes（o-MXenes）和原位MXenes（i-MXenes）兩大類；根據過渡金屬數量不同，MXenes分為單過渡金屬MXenes、多過渡金屬MXenes，其中多過渡金屬MXenes又分為無序MXenes（又稱固溶體MXenes）、有序MXenes兩種。
MXenes是一種新型二維材料，具有高導電性、比表面積大、表面基團豐富、親水性好、可調機械性能、高重量電容、電致變色行為等特點，在環境監測、信息、傳感、催化、軟機器人、電化學儲能、電磁干擾屏蔽、功能紡織品、生物醫藥等領域應用空間廣闊。
MXenes是二維材料中發展與增長速度最快的材料之一，截止至目前，已報道的MXenes家族成員超過百余個。Ti3C2Tx是首個合成的MXenes，也是目前MXenes材料研究研究最廣泛的一種。Ti3C2Tx剝離制備技術較成熟，即在氫氟酸（HF）中，通過選擇性刻蝕Ti3AlC2 MAX相前驅體中的單原子Al層制得。Ti3C2Tx具有高金屬導電性、親水性、可儲存電荷等特點，在能源儲存領域應用潛力大。
根據新思界產業研究中心發布的《
2024-2028年二維過渡金屬碳化物/氮化物（MXenes）行業市場深度調研及投資前景預測分析報告》顯示，MXenes應用前景廣闊，但其大規模工業化生產難度大，目前產業化面臨較多挑戰。目前Mxenes研究和應用正處于快速發展階段，2023年全球Mxenes市場規模約2.4億元，隨著規模制備技術突破、應用領域擴展，Mxenes市場規模將進一步擴大，預計2029年將達到10.0億元以上。
HF蝕刻法是最早報道用于MXenes的制備方法，但HF危險性大，開發安全高效的制備方法對促進MXenes工業化應用具有重要意義，近年來，隨著研究深入，MXenes制備方法也不斷增加，包括改性酸刻蝕法、熔融鹽刻蝕法、電化學刻蝕法、后過渡金屬元素置換法、路易斯酸氧化還原法、碘蝕刻法、微環境法等。
新思界
行業分析人士表示，國外Mxenes生產商包括美國元素、日本材料技研、Sigma-Aldrich等。我國MXenes相關研發、生產企業或機構包括清華大學、中科院寧波材料所、北京北科新材、濟南三川新材料、江蘇先豐納米材料、深圳六碳科技等。其中北京北科新材具備十公斤級Mxenes生產能力，濟南三川具有百噸級MAX相、十噸級MXenes、噸級MXene導電漿料生產能力，MAX相粉體純度達99.5%以上。
2024年10月，國際純粹與應用化學聯合會（IUPAC）發布“2024年度IUPAC化學領域十大新興技術”，二維材料MXenes位列其中，體現出了MXenes的巨大應用潛力。
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