果不其然,这个材料真的登上了Science,有望迎来研究爆发期!

2021年3月21日，能源学人发表了《研究新趋势：MXene的“堂兄弟”MBene》一文，受到行业内上万研究者的关注。在今天发表在Science的工作中，本文作者通过在氢氟酸水溶液中进行选择性刻蚀(Mo2/3Y1/3)2AlB2相，使得二维硼化物（Boridene/MBenes）以具有有序金属空位的单层二维硼化钼片Mo4/3B2-xTz形式存在，从而开辟了一个全新的二维硼化物材料系列。 

【主要内容】 二维材料，例如石墨烯、过渡金属硫化物 (TMC)、六方氮化硼 (BN) 和许多氢氧化物，因其固有的高表面积体积比、电子结构和理化性质得到了广泛关注。大多数二维材料是通过范德华固体（例如石墨、二硫化钼或磷）的剥离，将层状晶体剥离成二维对应物来产生的。最近，选择性刻蚀（也称为化学剥离）已成为制备二维材料（例如 MXenes 系列）的替代途径。MXenes 是通过选择性去除层状 Mn+1AXn (MAX) 相中的A层（通常是Al）来制备的。面内化学有序四元MAX相的发现，也就是i-MAX，使制备具有面内化学或空位有序的2D MXene 成为可能，例如Mo4/3C 和W1.33C，并显示出用于储能和催化的良好前景。 由于硼化物相的反应性以及母体材料倾向于溶解而不是选择性蚀刻，因此尝试制造类似的二维硼化物材料一直具有挑战性。鉴于此，来自林雪平大学的Jie Zhou, Johanna Rosen等人从理论上预测了15个具有面内化学排序的四元层状硼化物相，通式为 (M´2/3M´´1/3)2AlB2，他们将其称为 i-MAB 相。并制备了具有有序金属空位的二维过渡金属硼化物 Mo4/3B2-xTz，通过在浓氢氟酸水溶液中选择性刻蚀层状i-MAB相(Mo2/3Y1/3)2AlB2而产生。与母相相比，这种二维硼化物可能略微缺B，x 可高达~0.5。表面终止Tz 被确定为O、OH和F的混合物，z在2到3的范围内。这种二维材料可以选择性地以多层形式制备，如胶体悬浮液中的分层单层片或无添加剂的过滤膜。二维Mo4/3B2-xTz 片可以通过自上而下的方法制备，并实现高浓度悬浮液，其中二维材料片在水性环境中稳定且可加工。这种选择性刻蚀的方法同样可以通过(Mo2/3Sc1/3)2AlB2 来制备相同二维硼化物。大量具有相似结构的二维硼化物也有望通过此种方法被制备。

Fig. 1 | Synthesis and characterization of 3D (Mo2/3Y1/3)2AlB2 and its 2D derivative Mo4/3B2-xTz (boridene).

Fig. 2 | Structural characterization of the monolayer boridene (2D Mo4/3B2-xTz sheets).

Fig. 3 | Theoretical bond analysis and interlayer interaction analysis for selected laminated borides. 

【文献信息】 Zhou, J., Rosen, J. et al. Boridene: Two-dimensional Mo4/3B2-x with ordered metal vacancies obtained by chemical exfoliation. Science 373, 801–805 (2021). https://doi.org/10.1126/science.abf6239