MXeny mogą zrewolucjonizować przemysł obronny

To może być „game changer” w inżynierii materiałowej. MXeny to grupa materiałów, które można wykorzystywać w wytwarzaniu ogniw do baterii, ochronie przed 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 – tłumaczy dr hab. inż. Dariusz Garbiec, z-ca dyrektora Łukasiewicz – Poznańskiego Instytutu Technologicznego i koordynator projektu SAFARI. – 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 – dodaje.

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: Creative Nano, Universidad de Burgos, Instituto Tecnológico del Embalaje Transporte y Logística, Instituto de Soldadura e Qualidade, AIMEN Centro Tecnológico, Danish Technical Institute, Israel Aerospace Industries, ThinkWorks, AXIA Innovation oraz Metrohm Drop Sens.

– Dzięki opracowanej w ramach SAFARI technologii być może uda nam się wytworzyć ekrany chroniące nie tylko przed promieniowaniem elektromagnetycznym, ale być może również impulsami elektromagnetycznymi, co mogłoby zrewolucjonizować przemysł obronny – mówi dr hab. inż. Dariusz Garbiec. – 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, które elektroniki w sobie nie mają. 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 – dodaje.

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.

W ramach podcastu „O technologii na głos” realizowanego przez Łukasiewicz – Poznański Instytut Technologiczny został zrealizowany odcinek poświęcony technologii MXenów. Wystąpił w nim dr hab. inż. Dariusz Garbiec:

🎧 Youtube: https://www.youtube.com/watch?v=8LhqrgsxCgY
🎧 Spotify: https://open.spotify.com/episode/4Qxm3PIjc44BlEpwnlwCsG
🎧 Apple Podcasts: https://podcasts.apple.com/pl/podcast/o-technologii-na-głos-podcast/id1504008384?i=1000635772304