Advanced Materials｜不用暴力超声，水分子竟把MXene“温柔剪”成公斤级单层大片

背景：MXene因优异的导电性、亲水性和可调结构广泛应用于柔性电子、储能和膜分离等领域，但工业化受困于“质量—规模悖论”：高能机械剥离虽高产但易引入缺陷，温和剥离则产率低、规模小。研究目的：开发一种在不破坏晶格的前提下，通过调控层间化学环境实现高质量、单层、大尺寸MXene规模化制备的方法。结论：研究提出“水介导剪切”策略，利用Li⁺–H₂O氢键网络将层间Li⁺从“静电桥”转化为“水合楔”，弱化层间作用，实现约84.6%高产率、横向尺寸超10 µm的单层MXene纳米片的公斤级制备。该“温柔剥离”使晶格应变仅0.36%，远低于传统方法。所得WS-MXene墨水可加工成超100 m连续膜，导电率约11000 S cm⁻¹，拉伸强度72.27 MPa，在天然海水中实现Li⁺/Mg²⁺选择性超170及约36%的直接锂提取率。该工作突破了质量—规模悖论，为二维材料在资源开采和工业膜分离中的应用奠定基础。