Monikäyttöinen kaksiulotteinen

Drexelin yliopistossa aikoinaan kehitetyille kaksiulotteiselle MXene- materiaaleille on kehitetty yhä uusia käyttötapoja.

Työryhmä, jota johti PhD Yury Gogots, osoitti että kerrostetut MXene-materiaalit voidaan yhdistää elektrolyyttiliuokseen ja näin saada aikaan suoja sähkömagneettisia aaltoja vastaan tavalla, joka voidaan kytkeä päälle ja pois.

MXene-materiaali on erittäin johtava joten se sopii blokkaamaan mikroaaltosäteilyä mutta sen sisäistä kemiallista rakennetta voidaan nyt myös väliaikaisesti muuttaa, jotta sähkömagneettiset aallot voivat kulkea sen läpi.

Näin materiaalin ohut pinnoite estää laitteita sekä emittoimasta sähkömagneettisia aaltoja että ehkäisemässä muun elektroniikan lähettämien aaltojen läpäisyn.

Pienellä ohjausjännitteellä ionit interkalatoituvat MXene-kerrosten väliin muuttaen niiden pinnan varausta ja aiheuttaen sähköstaattista vetovoimaa, mikä muuttaa materiaalin kerrosväliä, johtavuutta ja suojaustehokkuutta. Kun virta katkaistaan ionit deinterkalatoituvat ja MXene-kerrokset palaavat alkuperäiseen tilaansa.

Tutkijoiden mukaan MXene-kalvo voi mahdollisesti toimia dynaamisena EMI-suojakytkimenä. Turvasovelluksissa uusi menetelmä voisi esimerkiksi piilottaa laitteita tutkan tai muiden jäljitysjärjestelmien havaitsemiselta.

Australialaisen RMIT yliopiston tutkijat ovat puolestaan selvitelleet MXenen käyttöä akkutekniikassa. He jopa arvioivat sen olevan jännittävä vaihtoehto litiumille tulevaisuuden akuissa.

Kemiantekniikan professori Leslie Yeo kertoo, että suuri haaste MXenen käytössä oli, että se ruostuu helposti kosteassa ympäristössä, mikä estää sähkönjohtavuuden ja teki siitä käyttökelvottoman.

"Tämän haasteen voittamiseksi huomasimme, että ääniaallot tietyllä taajuudella poistavat ruostetta MXenestä ja palauttavat sen lähelle alkuperäistä tilaa", Yeo sanoi.

Tiimin innovaatio voisi jonain päivänä auttaa elvyttämään MXene-akkuja muutaman vuoden välein ja pidentää niiden käyttöikää jopa kolme kertaa, hän iloitsevat tutkijat.

Tutkijakollega Amgad Rezk, sanoi, että kyky palauttaa hapettuneet materiaalit nopeasti lähes koskemattomaan tilaan on pelinmuutos kiertotalouden kannalta.

"Elektroniikassa käytetyt materiaalit, mukaan lukien akut, kärsivät yleensä huonontumisesta kahden tai kolmen vuoden käytön jälkeen ruosteen muodostumisen vuoksi", sanoi Amgad Rezk RMIT:n tekniikan korkeakoulusta.

"Menetelmämme avulla voimme pidentää akkukomponenttien käyttöikää jopa kolme kertaa."

Aiheista aiemmin:

Absorboivaa EMI-suojausta