韩国科学技术院(KAIST)研究团队在二维纳米材料领域取得新进展。KAIST原子能及量子工程学系柳昊镇教授团队宣布，已在全球首次通过实验合成出制造“非对称MXene”所需的核心原料物质。这一成果为此前主要停留在计算模拟阶段的非对称MXene材料走向实际制备，提供了关键基础。
MXene是一类具有优异电导率和表面反应活性的二维纳米材料，已被广泛关注于储能器件、传感器等方向。传统MXene通常两侧原子组成相同，属于对称结构，因此在功能拓展上存在一定限制。相比之下，非对称MXene两侧原子组成不同，有望在同一种材料中同时实现两类功能，因此被认为可用于放射性核素吸附过滤、电子波吸收与屏蔽等更复杂的应用场景。
长期以来，非对称MXene虽然在理论上被认为具有潜力，但由于缺乏可用于制备的前驱体材料，实际合成面临较大障碍。此次研究团队采用“高熵材料设计”策略，将钛、锆、铪、钽、铝、锡等六种元素同时混合，利用不同元素原子尺寸差异，使外侧金属原子层形成组成不同的排列结构，并稳定获得了非对称层状陶瓷材料。
这种非对称层状陶瓷可作为非对称MXene的前驱体，在后续经过化学刻蚀工艺后，有望转化为目标纳米材料。研究团队已就该非对称层状陶瓷及非对称MXene在韩国、美国和日本申请专利，并计划通过后续研究验证其对放射性离子的去除能力，以及在电磁波屏蔽方面的性能。
该研究由KAIST李敏锡博士、现任韩国原子能研究院研究人员作为第一作者参与完成，并获得韩国科学技术信息通信部、韩国研究财团原子能基础研究支援项目支持。相关成果已于4月30日发表在国际学术期刊《自然·通讯》上，显示出韩国科研团队在下一代功能纳米材料和核环境安全技术交叉领域的布局。
