作者：苗楠茜   审核：黄越

5月23日，材料基因组国际合作研究中心王俊杰教授团队在Nature Communications发表研究论文，这一研究成果首次应用材料基因工程技术发现新型硼基MAX相Ti₂InB₂。

MAX相是由M_n+1X_n单元与A原子面交替堆垛而成具有六方密排结构的层状材料，其中M为前过渡族金属，A主要为ⅢA和ⅣA主族元素，X为碳或氮。因M-X键与M-A键的强度不同，使A层可以被成功移除，可得被称为MXenes的二维材料。MAX和MXenes具有优良的物理化学和机械性能，在能量存储和催化方面有广泛的应用。但是，之前所发现的MAX相的主体元素都局限于碳或氮。能否打破碳或氮元素的限制，将MAX相以及MXenes的主体元素扩展到硼是困扰研究者的一大难题。

发现新型硼基三元MAX相的研究策略

由于含硼的三元化合物种类繁多，很难用传统的实验探索该庞大的三元化合物体系。王俊杰教授团队综合运用高通量结构预测等材料基因工程关键技术与针对性实验验证，在含硼的三元系统Ti-In-B中发现了常压下热力学稳定的三元化合物Ti₂InB₂。研究发现Ti₂InB₂的空间群是Pm2，属于传统MAX相P6₃/mmc空间群的六方子群。

王俊杰教授指出，该硼化物的结构和成分的独特性取决于硼元素的缺电子本质，基于其六方层状特征，故可将其归类为MAX相的一种新原型。通过与东京工业大学元素战略研究中心细野秀雄教授团队通力合作，王俊杰教授团队成功合成了该新型MAX材料Ti₂InB₂，并在真空条件下采取去合金化的方法In制备了层状硼化物TiB。进一步的理论预测结果表明，TiB单层表现出了比传统MXenes Ti₃C₂更优异的Li/Na离子电池应用潜力。

王俊杰教授表示，该研究所采用策略可以在具有MAX相潜力的系统中展开高效的筛选，相较传统试错法以及在三元化合物中直接展开高通量计算节省了大量资源。通过理论计算和实验验证相结合，该研究为MAX相扩展到硼基体系提供了一个清晰的范例，并有望为MAX相和MXenes这一引人注目的材料开辟新的研究领域。

相关成果以“Discovery of hexagonal ternary phase Ti₂InB₂ and its evolution to layered boride TiB”为题发表在Nature Communications（《自然·通讯》），DOI：10.1038/s41467-019-10297-8，网址：https://www.nature.com/articles/s41467-019-10297-8。