MXenes（迈克烯，一类碳或氮化物二维材料）因其表面组成可调性和多样化的插层化学特性，已成为电化学储能以及纳米流体技术等领域中极具潜力的多功能平台。尽管在水相或有机介质中进行离子插层已被广泛用于调控MXene的层间结构和电子状态，但对适配插层物种的选择目前仍主要依赖经验。迄今为止，尚未建立一种被广泛认可的、用于定量评估客体分子进入MXene主体结构可行性的理论框架。

对此，西安交通大学电子科学与工程学院电子陶瓷与器件教育部重点实验室、陕西省先进储能电子材料与器件工程研究中心阙文修教授团队在国际著名期刊《先进材料》（Advanced Materials）上发表题为“Spatial-Compatibility-Assisted Molecular Intercalation in MXenes”《空间相容性辅助的MXene分子插层》的研究文章，作者提出了一种通用的空间位阻–相容性判据。该判据指出：当插层分子的有效三维尺寸与母相MAX相中Al元素脱除后形成的层间间距（Δd）相当或更小时，插层过程在几何结构上即可实现。基于这一原则，可以对一系列具有空间尺寸相容性的小分子进行筛选，并进一步合理解释其插层/刻蚀行为。基于这一几何尺寸匹配原则，作者成功合成了一系列多层MXene材料，包括Ti₃C₂Tₓ、Mo₂TiC₂Tₓ、V₂CTₓ、V₄C₃T_x、Nb₂CT_x和Nb₄C₃T_x等多种典型二维过渡金属碳化物体系，展现出该方法在不同MXene家族材料中的普适性。此外，所得多层Ti₃C₂T_x MXene经过简单超声处理即可进一步实现有效剥离，获得少层MXene纳米片，表明该策略能够在材料制备过程中同步改善层间可剥离性，为后续构筑高性能二维材料器件提供便利。西安交通大学电信学部博士生盛敏豪为此论文的第一作者，西安交通大学阙文修教授与名古屋大学Yusuke Asakura, Yusuke Yamauchi教授为共同通讯作者。西安交通大学为第一作者单位。

阙文修教授团队长期致力于MXenes基纳米复合材料在电化学储能及电催化领域的研究，该研究工作是阙文修教授课题组在《先进能源材料》（Advanced Energy Materials）、《先进功能材料》（Advanced Functional Materials）、《纳米》（ACS Nano）、《先进科学》（Advanced Science）等国际著名期刊发表储能转换领域多项研究成果后的又一重要进展。

论文链接：https://doi.org/10.1002/adma.74797