二维（2D）过渡金属碳化物和氮化物，称为MXenes，是一个快速增长的2D材料家族。MXenes 2D薄片具有n+1（n=1−4）层的过渡金属原子层，中间夹杂着碳/氮层，然而迄今为止，其组成仍然局限于一种或两种过渡金属。
近日，美国印第安纳大学与普渡大学印第安纳波里斯联合分校Babak Anasori，伊利诺伊大学Subramanian K. R. S. Sankaranarayanan报道了基于四种过渡金属，实现了多组元高熵M4C3Tx MXenes的合成。具体而言，研究人员合成了两种高熵MXenes，TiVNbMoC3Tx和TiVCrMoC3Tx，以及它们的前驱相TiVNbMoAlC3和TiVCrMoAlC3高熵MAX相。
文章要点
1）研究人员使用实空间和倒易空间表征相结合（X射线衍射、X射线光电子能谱、能量色散X射线能谱和扫描透射电子显微镜）来确定这四种过渡金属在高熵MAXs和MXenes相中的结构、相纯度和等摩尔分布。
2）研究人员使用第一性原理计算来计算形成能，并探索了这些高熵MAX相的可合成性。研究发现，当使用三种过渡金属而不是四种过渡金属时，在与四种过渡金属MAX相相似的合成条件下，可以形成两种不同的MAX相（即没有纯的单相形式）。这一发现表明了构型熵在多相MAX上稳定所需单相高熵MAX的重要性，这对于合成相纯高熵MXene必不可少。
高熵MXenes的合成大大扩展了MXene家族的组成种类，同时进一步调整了它们的性能，包括电、磁、电化学、催化、高温稳定性和机械性能等。
参考文献
High-Entropy 2D Carbide MXenes: TiVNbMoC3 and TiVCrMoC3 Srinivasa Kartik Nemani, ACS Nano, 2021
DOI: 10.1021/acsnano.1c02775
https://doi.org/10.1021/acsnano.1c02775
