“Mucize malzeme” MXene üretiminde devrim niteliğinde buluş

Metin Akpınar

Teknoloji Editörü

“Mucize malzeme” MXene üretiminde devrim niteliğinde buluş — Malzeme biliminin en heyecan verici alanlarından biri olan iki boyutlu (2D) malzemeler, atom kalınlığındaki yapılarıyla geleneksel malzemelerden çok daha farklı fiziksel ve kimyasal özellikler sergiliyor. Grafen ile başlayan bu araştırma dalgası şimdi **MXene** sınıfı malzemelerle yeni bir boyuta taşınıyor.

Viyana Teknik Üniversitesi (TU Wien), CEST ve AC2T ortaklığıyla yürütülen çalışmada, MXene üretimini güvenli ve çevre dostu hale getiren yeni bir yöntem geliştirildi. Artık üretim sürecinde zehirli hidroflorik asit yerine elektrik kullanılıyor. Bu buluş, prestijli bilim dergisi Small’da yayımlandı.

MXene nedir ve neden önemli?

Titanyum ve karbon temelli olan MXene, elektromanyetik koruma, enerji depolama ve sensör teknolojilerinde kullanılabilecek özelliklere sahip. TU Wien’de yapılan çalışmalar ise bu malzemenin aşırı zorlu koşullarda bile mükemmel bir katı yağlayıcı olduğunu ortaya koydu. Bu durum MXene’yi uzay teknolojisinde bile kullanılabilecek hale getiriyor.

MXene için ilk haberleri bundan 8 yıl öncesinde sizlere taşımaya başlamıştık ancak bu mucize malzemenin endüstriyel ölçekte uygulanması bugüne kadar mümkün olamadı. Zira hidroflorik asit ile yapılan klasik üretim süreci son derece zehirli, pahalı ve çevresel açıdan riskliydi. Daha önceki araştırmalarda MXene sayesinde telefonların saniyeler içinde şarj edilebileceği gösterilmişti.

Elektrikle gelen çözüm

Bu elektrokimyasal süreçte uygulanan kısa elektrik darbeleri, MAX fazı üzerinde mikroskobik hidrojen kabarcıkları oluşturarak yüzeyi temizliyor ve reaksiyonun uzun süreli devam etmesini sağlıyor. Bu sayede yüksek kaliteli ve bol miktarda EC-MXene (elektrokimyasal MXene) üretilebiliyor.

Elde edilen ürünün kalitesi, gelişmiş tekniklerle test edildi. Sonuçlar, hidroflorik asit ile üretilen geleneksel MXene’lerle en az aynı kalitede olduğunu gösterdi. Projenin baş araştırmacısı Pierluigi Bilotto'nun hedefi ise oldukça iddialı: "Amacım MXene sentezini son derece basit hale getirmek. Her mutfakta yapılabilmeli. Ve buna çok yakınız."