近年来，二维MXene被广泛的研究，并发现了30多种组合物。MXenes的金属电导率和拟电容行为证明了其在电化学能量存储和转换、电磁屏蔽、可穿戴传感器以及个人热疗中的令人兴奋的潜力。在表面终止官能团、通用化学方法和出色的溶解度的驱动下，MXenes已与各种柔性和纳米多孔基材集成在一起，用于可穿戴的纳米设备应用。但是，现有的评论主要集中在针对多功能应用的不同基材上。迄今为止，尚未有针对可穿戴纳米设备的专门针对透气性和舒适性的评估报告。
基于此，孟加拉国库尔纳工程技术大学的科研团队在国际期刊Journal of Materials Chemistry A上发表了一篇题为“Two-dimensional MXene-based flexible nanostructures for functional nanodevices: a review”的综述文章，并作了一个详细的评估报告。

在这篇综述中，总结了合成工艺及其对MXene性能的影响，以及MXene的结构-性质关系。全面总结和分析MXene集成过程的当前进展。还探索并评估了能量收集和存储、电磁屏蔽、焦耳加热以及应变和压力感应应用。提供了基于MXene的纳米结构的湿度和气体感测的简要概述。此外，可穿戴纳米设备的发展突显了这些新兴领域的当前挑战和前景。

图1、MXene基纤维基材的制造方法（涂覆、湿纺、双辊和静电纺丝）和主要应用（储能、传感器、电磁干扰屏蔽和可穿戴电热加热器）。

图2、MXene基柔性纳米结构的制造过程。

尽管MXene在特定应用方面的性能优于某些2D材料，但要实现其实际应用还需要解决几个挑战。（1）大多数报道的MXene合成方法都涉及HF辅助的自上而下方法。尽管自上而下的过程适合批量生产，但此过程引起的缺陷限制了高质量MXene的生产。相反，自下而上的方法提供了对分子结构、表面形态的更可控，并且更容易控制电子特性。因此，应该对自下而上的合成方法进行深入研究，以生产出具有独特性能的不同MXene种类。（2）大多数报道的MXene的带隙是理论上计算得出的，并且根据组成的不同而有很大差异。为了扩展MXene的电子应用，通过实验研究MXene的能带隙并了解调节其能带隙的基本机制是至关重要的。（3）磁性和光学性质的研究在理论上占主导地位。根据计算数据，对于不同的磁性和光学应用，MXene在其他2D材料方面显示出了巨大的希望。因此，进一步的实验研究将发现自旋电子学、光子学和光电子学应用中的新应用。（4）保持MXene涂层基材的固有柔韧性并防止在处理过程中脱落是对高活性材料负载的重大挑战。多孔和各向异性基材上的涂层面临着另外的挑战，即保持孔隙率以提高透气性，并为可穿戴应用带来舒适感。更好地理解混合结构中MXene薄片以及其他纳米材料和成纤聚合物之间的协同相互作用，对于有效集成基于MXene的导电纤维、纱线和织物非常重要。（5）与不对称器件相比，基于MXene的对称超级电容器器件具有低电压窗口。因此，研究基于MXene的对称超级电容器以改善其下一代储能设备的工作电压窗口至关重要。此外，更好地了解水性和非水性电解质中的电荷存储机制将加快基于MXene的能量存储系统的发展。（6）尽管已知MXene比基于金属的EMI屏蔽设备可减少二次污染，但进一步减少主要由反射引起的二次污染仍然至关重要。可以使用不同的复合和混合结构、高度多孔的结构以及各向异性和珍珠质衬底来增加入射波的吸收。（7）对于个人温度调节应用，2DMXenes具有出色的时间响应和出色的加热性能。但是，它们需要比金属基加热器更高的驱动电压。因此，有必要研究和改善MXene的电导率和导热率，以提高加热性能以实现商业可行性。（8）与不同的半导体材料相比，基于MXene的可穿戴式传感器处于开发的早期阶段。因此，需要研究不同的性能参数、结构几何形状和设计，以生产适用于可穿戴应用的高灵敏度和功能性传感器。MXene的灵敏度取决于某些应用的端接基团。开发具有多种表面终止基团（例如N，H和S）的MXene，将扩展基于MXene的传感器的实际应用。此外，MXene以其在水等不同溶剂中的易分散性。因此，在体液系统下基于MXene的传感器的性能需要对生物电子应用程序有一个完整的了解。（9）调整表面端接可能会打开基于MXene的传感器对多种气体的选择性。在设计进一步的气体传感器开发工作时，应考虑长期应用的稳定性。（10）MXenes的氧化稳定性差，长期暴露在环境中会降低MXene基器件的性能。因此，对于实际应用而言，必须在环境中稳定MXene。
基于MXene的纳米器件和MXene研究仍处于起步阶段，正在进行大量研究工作以进一步开发。尽管在不同应用领域中对MXene的基本理解和机理正在扩展，但是其出色的特性为MXene作为下一代2D材料提供了广阔的前景。随着MXene的新属性和新种类的发现，预计在未来几十年中将有新的应用。

文献链接：DOI: 10.1039/d0ta11103a