【陶瓷材料】兼具金属和陶瓷优点的新材前景更广

    兼具金属和陶瓷优点的新材前景更广

黄庆团队创新了max相层状陶瓷材料的制备方法，高质量合成出一系列新型的max相材料，该材料兼具金属和陶瓷的性能，开启了该领域研究应用新的局面，未来或可在核能存储、柔性显示、超导等领域获得良好应用前景。

上世纪60年代，科学家们发现了一类具有特殊功能的层状陶瓷材料，因其由元素周期表上的m、a、x三类元素构成，统称为“max相”。黄庆告诉记者，独特的纳米层状晶体结构使其兼备金属和陶瓷的性能，但由于制备等方面的技术限制，该类材料一直没有得到更大范围的认知与应用。据了解，1996年之后，这类材料相关研究在日本、欧洲和中国广泛开展，而材料制备一直是个难以解决的难题。“通俗来说，过去主要就是像和面一样，把m、a、x三类原材料放在一起‘烧’，但是因为自然界的元素与元素间往往存在某种‘竞争’关系，导致人工‘烧’出来的这类材料种类很少，品质也不高。”

黄庆研究员

那么，黄庆团队是如何做到的？“我们采用了全新的a位原子精确置换的合成策略。”黄庆告诉记者。“简单来说，我们先把m和x两种材料的‘骨架’搭好，然后通过某种方法，进行原子晶格位的精确置换，把我们想要的具有某种功能的a原子放进去。”据了解，这种方法不但在思路上完全超越了传统方法，而且能够以非常环保的方式进一步应用于制备其二维衍生物材料。

图为max相三元元素组成示意图。m为前过渡金属(橙黄色元素)，a通常为主族元素(天青色元素)，x为碳或氮元素(草绿色元素)。

“由于max相材料的外层电子比石墨烯单纯的碳更丰富，这就决定了这种材料的性质更加多元，未来的应用前景或许会比石墨烯更加广阔。”黄庆表示，目前团队已经成功制备出a元素为锌的多种max相材料，在储能、催化、超导等领域，max相已经向世人展现了巨大的想象空间，相信在接下来这几年，将会有更多的具体应用落地。

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