从石墨烯、六方氮化硼、二硫化钼到MnBi2Te4等，这些六元环无机二维材料的结构越来越复杂、组元越来越多、性能越来越丰富。目前，二维材料的设计主要是通过将三维范德瓦尔斯层状材料剥离得到其对应的二维材料结构。设计无已知三维母体材料的二维层状材料，可拓展二维材料的物性和应用，具有重要的科学意义和实用价值。
2020年，中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心材料设计与计算研究部的研究人员利用第一性原理计算方法，协助先进炭材料研究部任文才、成会明课题组，解析了无已知三维母体的新型二维范德瓦尔斯层状六元环材料MoSi2N4的精细结构，阐述了其基本物性，并预测了12种相同结构稳定的二维材料，从而提出了MA2Z4二维材料家族。
相关研究成果于2020年8月7日以Chemical vapor deposition of layered two-dimensional MoSi2N4 materials为题，发表在Science上。在此基础上，金属所材料设计与计算研究部的研究人员与合作者提出了插层构筑强键合方法，设计了新型MA2Z4材料家族，进一步拓展了这一家族的候选材料和物性。
近日，相关研究成果以Intercalated architecture of MA2Z4 family layered van der Waals materials with emerging topological, magnetic and superconducting properties为题，发表在Nature Communications，12, 2361 (2021)上。
该研究主要受到MnBi2Te4的启发，研究人员注意到，由7个原子层组成的单层MnBi2Te4和单层MoSi2N4材料可以看作2H-MoS2或1T-MoS2类型结构插入α-InSe或β-InSe类型结构中，界面发生强化学键合，形成了全新的材料体系。
研究人员利用该插层构筑强键合的方法，针对MA2Z4二维材料家族，设计出39种二维由七个原子层组成的结构原型，并通过高通量计算对每种结构原型考虑了不同元素间的90种组合，计算不但验证了实验已经合成的MnBi2Te4和MoSi2N4材料，而且也预测出72种新的MA2Z4二维材料。
这些性能可根据价电子的总数进行分类，具有32和34价电子的系统主要是半导体，而具有33个价电子的那些可以是非磁性金属或铁磁性半导体。该研究不仅拓展了MA2Z4二维材料家族的材料与新物性，而且也为无三维母体的二维新材料体系和功能设计提供了思路。