MAX相是一种新型功能性陶瓷材料，因兼具陶瓷的高硬度、耐高温、耐腐蚀和金属的导电性、导热性和耐辐射性，在工业应用中备受关注。

中国科学院过程工程研究所（以下简称过程工程所）研究员王钰带领团队开发出一维MAX相材料的创新合成方法，实现了MAX相材料从三维结构到一维结构的维度转变，有效解决了陶瓷材料的固有脆性，提升了强韧性，有望实现一维MAX相结构的规模化制备，具有广泛的工业应用前景。近日，相关成果发表在《自然—通讯》上。

MAX相是一类独特的层状三元化合物，因其在机械性能、热稳定性及导电性等方面的优越特性，应用于高温条件下的结构材料、燃气轮机保护涂层和粘结层、核电站事故容忍燃料包层、太阳能发电接收器、电触点、催化剂和连接材料等多种领域，满足了我国在能源、环保和高科技设备等方面的需求。但对MAX相的合成仍面临诸多挑战，如何获得具有良好纯度和长程纳米纤维形态的一维MAX相是目前需要解决的难题。

为此，研究团队提出了一种全新的共型合成方法，通过在熔融盐环境中将特定原子融入纳米纤维模板中，可实现一维MAX相材料的原位晶体转化。相较传统MAX相材料，这种一维结构在材料性能和组装性上展现出独特优势，有望大规模制备并进一步拓展该材料的应用领域。

据介绍，研究人员通过将极少量的一维Ti₂AlC MAX相材料作为增强相与铜复合，制备出铜基层状复合物，增强铜材料性能的同时，实现了98%的IACS导电率和0.08的摩擦系数，以及数倍提升的机械性能。这种新材料具备在高导电、耐磨损应用中的优势，是对现有高性能电接触材料的有效补充，为一维材料设计和实际应用提供了新思路和新方向。

一维MAX相增强铜基复合材料的制备示意图及性能（研究团队供图）

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-024-53137-0