reni artificiali, batterie potenti e un'efficiente purificazione dell'acqua sono alcune delle applicazioni future di un gruppo di materiali ultrasottili noti come MXenes. Questa opinione è espressa in un articolo sulla rivista Scienza , i cui autori includono uno dell'Università di Linköping.

I materiali che hanno una sezione trasversale sottile come uno o pochi strati di atomi possiedono proprietà insolite a causa del loro spessore. Queste proprietà possono essere un'elevata conduttività elettrica, elevata resistenza o capacità di resistere al calore, dando ai materiali ultrasottili un grande potenziale per l'uso nella tecnologia futura. Il materiale più noto è il grafene, e la caccia ad altri materiali ultrasottili, noti anche come materiali bidimensionali, è aumentata di intensità dalla sua scoperta.

Il grafene e molti altri materiali bidimensionali sono semiconduttori, semimetalli o isolanti polarizzati. La mancanza di un conduttore metallico ultrasottile è un ostacolo nello sviluppo di componenti basati esclusivamente su materiali bidimensionali.

Nel 2011 è stato scoperto un nuovo gruppo di materiali ultrasottili, e dato il nome MXenes. Sono costituiti da un metallo in combinazione con atomi di carbonio o di azoto. I MXene integrano altri materiali ultrasottili in quanto sono conduttori metallici, e aprire la porta ad applicazioni completamente nuove su scala nanometrica.

Johanna Rosen, professore presso il Dipartimento di Fisica, Chimica e Biologia all'Università di Linköping, insieme ai colleghi della Drexel University negli Stati Uniti, ha scritto un articolo su Science discutendo il futuro di MXenes e l'influenza che dovrebbero avere.

"Ci sono molte applicazioni immaginabili. Le due più vicine alla realizzazione sono l'efficiente accumulo di energia, sotto forma di batterie e supercondensatori, e schermatura contro le interferenze elettromagnetiche. Ma a lungo termine, saremo in grado di realizzare filtri per la depurazione dell'aria e dell'acqua, antenne per la prossima generazione di comunicazione, e tante altre applicazioni a cui non abbiamo ancora pensato, "dice Johanna Rosen.

Per di più, molti MXeni sono biocompatibili (compatibili con i tessuti viventi), atossico ed ecologico, il che significa che sono allo studio per possibili applicazioni in biomedicina. Una di queste applicazioni è la formazione di reni artificiali, il che renderebbe superfluo il trattamento dialitico (o altri trattamenti in cui non sono disponibili le macchine per la dialisi).

Il primo MXene ad essere scoperto è stato il carburo di titanio, Ti ₃ C ₂ . Ora, dieci anni dopo, sono stati sviluppati circa 50 diversi MXene, molti di loro all'Università di Linköping. Però, i metodi utilizzati per produrli fanno sì che le combinazioni disponibili siano pressoché infinite. Ciò significa che a lungo termine potrebbero esserci migliaia di MXene con proprietà personalizzate diverse.

"Gli MXene sono stati scoperti solo dieci anni fa, e il campo di ricerca per studiarli è cresciuto molto rapidamente. Circa 6, Ogni anno vengono pubblicati 600 articoli scientifici. Ma ci sono ancora molte proprietà e applicazioni che restano da scoprire, e che può risolvere molte sfide contemporanee sia all'interno della tecnologia che della medicina, "dice Johanna Rosen.