高熵MXene，凭借其多元素的构成和独特的物理化学性质，在能源存储领域展现出广阔的应用前景。然而，由于其前驱体高熵MAX相冗长的烧结时间以及烧结过程中可能存在的相分离现象，严重制约了其在实际应用中的进一步发展。

近日，北京理工大学陈娣教授、北京科技大学王荣明教授、和建刚教授、安徽师范大学方臻教授以及中国人民解放军总医院姜凯教授合作，基于放电等离子烧结技术，实现了高熵MAX相的在15分钟内的快速合成。该工作根据M位不同的元素组合精准调控投料比，成功制备出一种新相(Ti_0.2V_0.2Cr_0.2Nb_0.2Mo_0.2)₄AlC₃以及三种已经被报道的MAX相（TiVNbMoAlC₃, TiVCrMoAlC₃以及(Ti_0.2V_0.2Cr_0.2Nb_0.2Ta_0.2)₄AlC₃），并基于理论计算阐明了在多组分体系中其相较于其他竞争相的热力学优势。

同时，作者发现M位的原子的数量和种类将显著影响MX层的堆垛方式。在本工作中，M位五种金属高熵MAX相的MX层展现出ABAB的堆垛方式，而四金属MAX相的堆垛序列则是ABCA。在经过A层的选择性刻蚀后，它们相应MXene的MX层都变成了ABCA的堆垛。这种有趣的拓扑转变的发现，不仅丰富了我们对高熵MAX相和高熵MXene多晶现象的认识，而且为这些材料的进一步研究和应用提供了新的视角。

当高熵MXenes用于锂离子电池的负极材料时，展现出卓越的电化学性能。同时，该类材料在钠离子电池负极材料的应用潜力也得到了实验验证。

在该工作中，陈娣教授团队基于放电等离子体烧结实现了四种高熵MAX相在15分钟内的超快合成，并且首次发现高熵MAX相的多晶现象。此外，研究团队进一步利用这些高熵MAX相作为前驱体制备出高熵MXenes。这些高熵MXenes因其独特的结构和性质，展现出作为锂离子电池和钠离子电池电极材料的巨大潜力。该工作不仅为高熵材料的合成提供了新的思路，也为能源存储领域带来了高性能材料的新选择。