由单层原子构成的二维材料因独特的导电性和机械强度而备受关注。除了知名的石墨烯，一种名为MXene（发音“Maxene”）的新型二维材料正成为研究焦点。MXene由过渡金属与氮或碳组合而成，通过MAX相陶瓷晶体蚀刻制成，Empa研究员Jakob Heier形容其结构“有点像千层面”。Heier指出：“由于MAX相可由多种元素组合构成，MXene可定制用于众多应用。”然而，这种约15年前发现的材料尚未被充分理解，Empa的研究计划旨在改变这一现状。

Empa的“TailorX”研究助推器项目于2024年启动，汇聚了功能聚合物、高性能陶瓷、建筑能源材料与组件及表面纳米技术四个实验室的科学家。Heier表示：“我们覆盖了从基础研究、建模到制造和应用的整个范围。”项目接近尾声时，高性能陶瓷实验室的Michael Stuer说：“我们现在能高纯度合成大量不同的MAX相组合。”表面纳米技术实验室的Cesare Roncaglia补充道：“我们正在开发描述MXene与CO₂相互作用的模型。”MXene的大表面积使其有望从空气中捕获CO₂，并转化为原材料，符合Empa的“大气采矿”计划。

MXene的潜力扩展至催化、能量存储和传感领域，甚至可能用于抗菌或癌症治疗。Empa研究人员正与圣加仑团队合作，评估其对细胞和环境的影响。在制造方面，建筑能源材料与组件实验室的Shanyu Zhao强调：“蚀刻过程是MXene商业化受限的原因之一。”他的团队开发了替代的绿色方法，避免使用危险的氢氟酸，使过程更可持续和可扩展。随着TailorX项目结束，研究人员已启动新项目，将MXene应用于超级电容器、电池和医疗传感器。Heier坚信：“MXene的灵活性和适应性意味着其应用不会等待太久。”