Abstract Due to highly tunable metallic compositions and surface functional groups, MXenes have attracted significant interests for a wide range of applications, such as energy storage, electromagnetic interference shielding, sensors, and biomedicine. With the introduction of porous structures, which have unique advantages in tuning the conductivity and dielectric constant, adjusting the ion/guest and even electromagnetic wave transport, and also directing the loading and distribution of other functional materials, porous MXenes hold great potential in profoundly enhancing their properties. We have surveyed rapidly increasing efforts in the design and synthesis of porous MXenes with advantageous structures for diverse applications, especially in the last three years. Here we classify Porous MXenes into four categories according to their formation routes, including (i) assembly by MXenes, (ii) depositing or inserting MXenes into porous substrates, (iii) loading or coating functional porous materials on the surface of MXenes, and (iv) creating in-plane pores within MXenes. Then we summarize the primary synthetic methods for each kind of porous MXenes and discuss their applications for pseudo-capacitors, lithium/sodium batteries, lithium-sulfur batteries, electromagnetic interference shielding and adsorption, piezoresistive sensors, and cancer therapy. A particular emphasis is on the formation mechanisms of different porous structures and the detailed composition-structure-property relationships in related applications. We lastly conclude with a brief perspective on future opportunities and challenges.

中文翻译：

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多孔 MXenes：合成、结构和应用

摘要 由于高度可调的金属成分和表面官能团，MXenes 在能量存储、电磁干扰屏蔽、传感器和生物医学等广泛应用领域引起了广泛关注。随着多孔结构的引入，在调节电导率和介电常数、调节离子/客体甚至电磁波传输以及指导其他功能材料的负载和分布方面具有独特优势，多孔 MXenes 在深刻增强他们的属性。我们已经调查了在设计和合成多孔 MXenes 方面的快速增长的努力，该多孔 MXenes 具有适用于各种应用的有利结构，尤其是在过去三年中。在这里，我们根据其形成途径将多孔 MXenes 分为四类，包括（i）由 MXenes 组装，（ii）将 MXenes 沉积或插入到多孔基材中，（iii）在 MXenes 表面加载或涂覆功能性多孔材料，以及（ iv) 在 MXenes 中创建面内孔。然后我们总结了各种多孔 MXenes 的主要合成方法，并讨论了它们在赝电容器、锂/钠电池、锂硫电池、电磁干扰屏蔽和吸附、压阻传感器和癌症治疗中的应用。特别强调不同多孔结构的形成机制以及相关应用中详细的成分-结构-性能关系。最后，我们简要介绍了未来的机遇和挑战。包括 (i) 由 MXenes 组装，(ii) 将 MXenes 沉积或插入到多孔基材中，(iii) 在 MXenes 表面加载或涂覆功能性多孔材料，以及 (iv) 在 MXenes 内创建面内孔。然后我们总结了各种多孔 MXenes 的主要合成方法，并讨论了它们在赝电容器、锂/钠电池、锂硫电池、电磁干扰屏蔽和吸附、压阻传感器和癌症治疗中的应用。特别强调不同多孔结构的形成机制以及相关应用中详细的成分-结构-性能关系。最后，我们简要介绍了未来的机遇和挑战。包括 (i) 由 MXenes 组装，(ii) 将 MXenes 沉积或插入到多孔基材中，(iii) 在 MXenes 表面加载或涂覆功能性多孔材料，以及 (iv) 在 MXenes 内创建面内孔。然后我们总结了各种多孔 MXenes 的主要合成方法，并讨论了它们在赝电容器、锂/钠电池、锂硫电池、电磁干扰屏蔽和吸附、压阻传感器和癌症治疗中的应用。特别强调不同多孔结构的形成机制以及相关应用中详细的成分-结构-性能关系。最后，我们简要介绍了未来的机遇和挑战。(iii) 在 MXenes 表面加载或涂覆功能性多孔材料，以及 (iv) 在 MXenes 内产生面内孔。然后我们总结了各种多孔 MXenes 的主要合成方法，并讨论了它们在赝电容器、锂/钠电池、锂硫电池、电磁干扰屏蔽和吸附、压阻传感器和癌症治疗中的应用。特别强调不同多孔结构的形成机制以及相关应用中详细的成分-结构-性能关系。最后，我们简要介绍了未来的机遇和挑战。(iii) 在 MXenes 表面加载或涂覆功能性多孔材料，以及 (iv) 在 MXenes 内产生面内孔。然后我们总结了各种多孔 MXenes 的主要合成方法，并讨论了它们在赝电容器、锂/钠电池、锂硫电池、电磁干扰屏蔽和吸附、压阻传感器和癌症治疗中的应用。特别强调不同多孔结构的形成机制以及相关应用中详细的成分-结构-性能关系。最后，我们简要介绍了未来的机遇和挑战。然后我们总结了各种多孔 MXenes 的主要合成方法，并讨论了它们在赝电容器、锂/钠电池、锂硫电池、电磁干扰屏蔽和吸附、压阻传感器和癌症治疗中的应用。特别强调不同多孔结构的形成机制以及相关应用中详细的成分-结构-性能关系。最后，我们简要介绍了未来的机遇和挑战。然后我们总结了各种多孔 MXenes 的主要合成方法，并讨论了它们在赝电容器、锂/钠电池、锂硫电池、电磁干扰屏蔽和吸附、压阻传感器和癌症治疗中的应用。特别强调不同多孔结构的形成机制以及相关应用中详细的成分-结构-性能关系。最后，我们简要介绍了未来的机遇和挑战。特别强调不同多孔结构的形成机制以及相关应用中详细的成分-结构-性能关系。最后，我们简要介绍了未来的机遇和挑战。特别强调不同多孔结构的形成机制以及相关应用中详细的成分-结构-性能关系。最后，我们简要介绍了未来的机遇和挑战。