To może być „game changer” w inżynierii materiałowej. MXeny to grupa materiałów, które można wykorzystywać w wytwarzaniu ogniw do baterii, ochronie przez wpływem promieniowania elektromagnetycznego czy budowie czujników. Prace nad projektem rozpoczynają badacze z Łukasiewicz – Poznańskiego Instytutu Technologicznego w konsorcjum z dziesięcioma partnerami.

MXeny to rodzina materiałów dwuwymiarowych (czyli o pojedynczej warstwie atomowej), nazywanych węglikami, azotkami i węglikoazotkami metali przejściowych. Charakteryzują się dużą przewodnością elektryczną i są wewnętrznie hydrofilowe. 

To stosunkowo nowy materiał, odkryty dopiero w 2011 roku przez naukowców z Uniwersytetu Drexela w Stanach Zjednoczonych. Badacze w wielu ośrodkach pracują teraz nad opracowaniem metod jego wytwarzania, charakteryzacji czy zastosowań. Już dziś wiadomo, że może ich być wiele.

Na podstawie już zebranej o nich wiedzy wiemy, że MXeny mogą być tzw. „game changerem” w inżynierii materiałowej. Dzisiaj można już jednoznacznie stwierdzić, że MXeny będą miały zastosowanie w magazynowaniu energii, ekranowaniu pola elektromagnetycznego, oczyszczaniu wody, budowie czujników i biosensorów, smarowaniu czy też katalizie. – dr hab. inż. Dariusz Garbiec, z-ca dyrektora Łukasiewicz – Poznańskiego Instytutu Technologicznego, koordynator projektu SAFARI

MXeny mogą mieć zastosowanie w przemyśle lotniczym i obronnym, i to właśnie jeden z kierunków w których realizowany jest projekt SAFARI przez Łukasiewicz – PIT we współpracy z zagranicznymi partnerami.

Dzięki opracowanej w ramach SAFARI technologii, być może uda nam się wytworzyć ekrany chroniące nie tylko przez promieniowaniem elektromagnetycznym, ale również impulsami elektromagnetycznymi, co mogłoby zrewolucjonizować przemysł obronny. Wypuszczenie silnego impulsu elektromagnetycznego przez przeciwnika tak naprawdę unieruchamia całą elektronikę. Każdy samochód, czołg czy samolot staje się niezdatny do użycia bojowego i wtedy pozostaje tylko powrót do sprzętów tradycyjnych, pozbawionych elektroniki – ale nie o to przecież chodzi. Ten przykład pokazuje siłę, znaczenie i potencjał drzemiący w tej nowej rodzinie materiałów, która z sukcesem będzie mogła być wykorzystana głównie w przemyśle zbrojeniowym. – dr hab. inż. Dariusz Garbiec

W ramach projektu SAFARI badacze opracują kompletną technologię wytwarzania MXenów. Ta, która jest stosowana obecnie, jest mało wydajna (rzędu kilku procent), trudna, kosztowna i mało ekologiczna. Wykorzystuje się w niej kwas fluorowodorowy, który jest szkodliwy dla zdrowia ludzi i dla środowiska. Nowa technologia będzie bardziej wydajna – wskazują na to już pierwsze próby – oraz ma znacząco ograniczyć stosowanie kwasów.

Projekt zakłada też pierwsze próby aplikacji wyprodukowanych materiałów, w tym do sensorów na potrzeby przemysłu medycznego, czy też do wspomnianego już ekranowania pola elektromagnetycznego na potrzeby przemysłu zbrojeniowego.

SAFARI jest drugim pod względem wielkości dofinansowania projektem badawczym finansowanym z programu Horyzont Europa. Jest on wart 3,7 mln euro i realizowany jest z udziałem 11 konsorcjantów, a koordynuje go Łukasiewicz – Poznański Instytut Technologiczny.

Źródło: Materiały prasowe Sieci Badawczej Łukasiewicz