一种生产MXene材料的具有成本效益的方法可以为电子和储能技术开辟新的可能性。就好比一个完美的羊角面包的关键在于其众多的层次，每一层都穿插着黄油。同样，一种具有各种应用潜力的新材料是由许多超薄金属层组成的，科学家可以在这些金属层之间插入不同的离子以达到特定的目的。这使得它们有可能对未来的尖端电子产品和能源储存非常有用。

一张扫描电子显微镜图像显示了被称为MXenes的微小结构的美丽形状，科学家们对新设备和电子产品感兴趣，但以前很难创造。这些是用芝加哥大学的化学家们发明的一种新的更容易和更少毒性的方法培育的。作为参考，一根人类头发的直径约为50微米。资料来源: Di Wang

直到最近，生产这些被称为MXenes（发音为"max-eens"）的材料，就像在传统的法国面包店中制作一个高质量的羊角面包一样费力。

但是，芝加哥大学的科学家们的一项新突破表明，如何更快速、更容易地制造这些MXenes，并减少有毒副产品。

研究人员希望发表在《科学》杂志上的这一发现将刺激创新，并为将MXenes用于日常电子产品和设备铺平道路。

当它们在2011年被发现时，MXenes让很多科学家非常兴奋。通常情况下，当你把金或钛这样的金属削成原子级薄片时，它就不再像金属那样表现。但是MXenes中不同寻常的强化学键使它们能够保留金属的特殊能力，如强烈的导电性。

它们也很容易定制，化学研究生王迪说："例如可以把离子放在层之间，用它们来储存能量。"他与博士后学者周陈坤是该论文的共同第一作者。

所有这些优势都可以使MXenes在建造新设备时非常有用--例如，储存电力或阻止电磁波干扰。

然而，我们所知道的制造MXenes的唯一方法涉及几个密集的化学工程步骤，包括在3000华氏度加热混合物，然后在氢氟酸中进行浸泡。

芝加哥大学Ernest DeWitt Burton杰出化学服务教授、阿贡国家实验室联合任命人员和论文的通讯作者Dmitri Talapin解释说："如果你在实验室里做几克实验，这很好，但如果你想制造大量的商业产品，这将带来重大的腐蚀性废物处理问题。"为了设计一种更有效、毒性更小的方法，该团队使用了化学原理--特别是"原子经济"，即寻求在反应过程中尽量减少浪费的原子数量。

芝加哥大学的团队发现了新的化学反应，使科学家能够从简单和廉价的前体中制造MXenes，而不需要使用氢氟酸。它只包括一个步骤：将几种化学品与希望制作的任何金属层混合，然后在1700华氏度加热该混合物。

这种更简单、毒性更小的方法为科学家们开辟了新的途径，为不同的应用创造和探索新品种的MXenes--例如不同的金属合金或不同的离子调味剂。研究小组用钛和锆金属测试了该方法，但他们认为该技术也可用于许多其他不同的组合。

"这些新的MXenes在视觉上也很美，"王补充说。"它们像花一样立起来--这甚至可能使它们更好地进行反应，因为边缘暴露出来，可以让离子和分子在金属层之间移动。"