瑞典林雪平大学的研究人员开发了一种新方法，可能导致合成数百种新的二维（2D）材料，这些材料仅几原子厚，并展现出在能源存储、催化和水净化等多种应用中有用的独特属性。这一进步基于在实验室中验证的理论模型，拓宽了创造超越已知MXene家族的更多2D材料的潜力，为多样化的技术应用铺平了道路。

自发现石墨烯以来，对极薄材料（即2D材料）的研究领域呈指数级增长。这是因为2D材料相对于它们的体积或重量具有很大的表面积。这引发了一系列物理现象和独特的属性，如良好的导电性、高强度或耐热性，使2D材料在基础研究和应用中都引起了兴趣。

MXene是最大的2D材料家族。MXene是通过从称为MAX相的三维母材料中创建的。它由三种不同的元素组成：M是过渡金属，A是（A族）元素，X是碳或氮。通过用酸去除A元素（剥离），就创建了二维材料。到目前为止，MXene是唯一以这种方式创建的材料家族。

林雪平大学的研究人员引入了一种理论方法来预测其他可能适合转换为2D材料的三维材料。他们还证明了理论模型与现实是一致的。

为了成功，研究人员使用了三步过程。在第一步中，他们开发了一个理论模型来预测哪些母材料是合适的。在国家超级计算机中心使用大规模计算，研究人员能够从数据库中识别出119种有前景的3D材料，该数据库包含66,643种材料。

下一步是在实验室中尝试创建材料。研究人员从母材料YRu2Si2中移除了钇（Y），结果形成了二维的Ru2SixOy。

为了在实验室中确认成功，需要进行验证——第三步。研究人员使用了林雪平大学的扫描透射电子显微镜Arwen。它可以在原子级别检查材料及其结构。在Arwen中，还可以使用光谱学研究材料由哪些原子组成。

研究人员的发现意味着还有更多的具有独特属性的2D材料可以开发。这些材料反过来又可以为大量的技术应用奠定基础。研究人员的下一步是探索更多潜在的前驱材料并扩大实验规模。Johanna Rosén教授认为，未来的应用几乎是无限的。

总的来说，2D材料已经显示出在大量应用中的巨大潜力。你可以想象捕捉二氧化碳或净化水。现在的问题是如何扩大合成规模并以可持续的方式进行。

亲爱的读者，你对这种新型2D材料的发现感到好奇吗？你认为这些材料将如何影响未来的技术发展？或者你有自己对材料科学和技术创新的看法和想法吗？欢迎在评论区分享你的想法和见解，让我们一起探讨科技如何帮助我们创造更美好的未来。

参考资料：DOI： 10.1126/science.adj6556