MXeny – czyli jak zrewolucjonizować przemysł obronny

MXeny to grupa materiałów, które można stosować w wytwarzaniu ogniw do baterii, ochronie przed wpływem promieniowania elektromagnetycznego czy budowie czujników. To może być game changer w inżynierii materiałowej. 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. Ten stosunkowo nowy materiał został odkryty w 2011 r. przez naukowców z Uniwersytetu Drexela w Stanach Zjednoczonych. Badacze w wielu ośrodkach zajmują się teraz opracowaniem metod jego wytwarzania i charakteryzacji oraz szukają dla niego zastosowań. Już dziś wiadomo, że może ich być wiele.

Na podstawie zebranych informacji wiemy już, że MXeny mogą być tzw. game changerem w inżynierii materiałowej – wyjaśnia dr hab. inż. Dariusz Garbiec, zastępca 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 znaleźć 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 technologii opracowanej w ramach SAFARI być może uda nam się wytworzyć ekrany chroniące nie tylko przed promieniowaniem elektromagnetycznym, ale prawdopodobnie również przed 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.

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 ludzi i środowiska. Nowa technologia będzie bardziej wydajna – wskazują na to już pierwsze próby – oraz ma znacząco ograniczyć stosowanie kwasów.

Projekt zakłada 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. W jego realizacji bierze udział 11 konsorcjantów, a koordynuje go Łukasiewicz – Poznański Instytut Technologiczny.

 

Źródło: pit.lukasiewicz.gov.pl