MXene, materiali conduttivi ampiamente utilizzati in molti settori, ora hanno un'altra applicazione promettente:aiutare i laser a sparare impulsi di femtosecondi estremamente brevi, che durano solo milionesimi di miliardesimo di secondo. Il ritrovamento, realizzato da un team internazionale di ricercatori, apre strade per lo sviluppo di laser a impulsi a femtosecondi avanzati, che può essere utilizzato per la chirurgia oculare di precisione e la lavorazione dei materiali.

I MXeni sono una classe di materiali bidimensionali costituiti da metalli di transizione, i metalli che occupano il blocco centrale della tavola periodica, combinati con carbonio e/o azoto. Nonostante le loro promettenti prestazioni in un'ampia gamma di applicazioni, compreso lo stoccaggio di energia e il rilevamento del gas, il loro potenziale uso per l'ottica ultraveloce non era stato esplorato.

Ricercatori del Korea Institute of Science and Technology (KIST) e dell'Università di Seoul in Corea, insieme ai colleghi della Drexel University negli Stati Uniti, testato un MXene in carbonitruro di titanio per fabbricare un dispositivo di "blocco della modalità". L'apparato è stato posizionato nella cavità laser e si è scoperto che produce impulsi laser stabili lunghi solo 600 femtosecondi (quadrillionesimi di secondo).

Questo dispositivo metallico basato su MXene è risultato applicabile per laser a medio infrarosso a lunghezza d'onda lunga, che è un vantaggio molto forte per le applicazioni laser.

Gli impulsi laser a femtosecondi hanno molte applicazioni, come nella chirurgia oculare di precisione i-Lasik, in cui minuscole aree di tessuto devono essere distrutte in un tempo sufficientemente breve da impedire che l'energia utilizzata a tale scopo si diffonda ai tessuti circostanti danneggiandoli. Questi impulsi laser vengono utilizzati anche per fabbricare sensori e dispositivi di microdimensioni.

La ricerca può essere utilizzata per sviluppare strategie per la fabbricazione di materiali assorbenti saturabili, che assorbono meno luce all'aumentare della sua intensità. Questo fenomeno ottico è uno dei tanti generati da un concetto chiamato non linearità. L'ottica non lineare è stata uno dei campi scientifici in più rapida crescita negli ultimi decenni. "La scoperta di promettenti materiali ottici non lineari giocherà un ruolo fondamentale nell'evoluzione dell'ottica futura e il suo impatto può essere molto significativo sia negli aspetti fondamentali che nelle applicazioni industriali, " scrivono i ricercatori nel loro studio pubblicato sulla rivista Materiale avanzato .