• Naukowcy z Melbourne w Australii pracują nad technologią, która może znacznie wydłużyć żywotność baterii w smartfonach.
• Dzięki nowoczesnej techniki badaczom udało się wydłużyć żywotność baterii trzykrotnie więcej niż przewidywano.
• Badania właściwości materiału MXene trwają też w Polsce. Weryfikują oni zdolności biobójcze, fotokatalityczne, umacniające, a nawet przeciwnowotworowe.

Materiał zwany MXene został odkryty w Stanach Zjednoczonych w 2011 r. Cały czas jednak badacze na całym świecie pracują nad rozwojem tej technologii. Naukowcy z Australii mają nadzieję, że zastąpi ona baterie litowo-jonowe, które znamy np. ze smartfonów. Swój pomysł na zastosowanie MXene pod tym kątem opisali w prestiżowym czasopiśmie "Nature Communications".

MXene jest dwuwymiarowym materiałem o strukturze kryształu. Składa się z metalu i materiału węglowego. Jego struktura może być zarówno jednowarstwowa, jak i wielowarstwowa, a do tego cechuje się właściwościami określanymi jako pośrednie między metalami a materiałami ceramicznymi. Jak zapewniają naukowcy, nowy materiał jest bardzo mocny i silnie przewodzący oraz nadaje się do produkcji masowej. Można go wykorzystywać jako zamiennik baterii litowo-jonowych, lecz jego bolączką jest krótka żywotność. Zarówno MXene, jak i baterie w smartfonach po kilku latach zaczynają się pokrywać warstwą rdzy. Do tej pory należało wyłącznie wymienić baterię.

Okazało się jednak, że, w przeciwieństwie do akumulatorów litowo-jonowych, MXene można wyczyścić z warstwy tlenku i tym samym wydłużyć okres przydatności. Baterii, które obecnie stosowane są w smartfonach nie da się wyczyścić chemicznie z rdzy, bo jej wymiary są zbyt małe. 

Czytaj więcej: Rewolucja przemysłowa. Firmy niechętnie wprowadzają nowoczesne technologie

Czyszczenie rdzy za pomocą...ultradźwięków?

W czasie badań okazało się, że poddanie utlenionych warstw MXene na zaledwie jedną minutę drganiom elektromechanicznym o częstotliwości 10 MHz prowadzi do znacznego usunięcia powierzchniowej warstwy tlenku, a materiał zachowuje przy tym swoją strukturę i właściwości. Dzięki temu żywotność baterii wydłużono do nawet dziesięciu lat.

Odkryliśmy, że dzięki zastosowaniu fal dźwiękowych możemy wprawiać w drgania zawartość baterii, aby pozbyć się warstwy tlenku (rdzy), a wtedy będziemy mogli odzyskać właściwości elektryczne baterii, odmłodzić je, aby przywrócić je do stanu pierwotnego. Nie można tego robić w nieskończoność, ale trzykrotne wykorzystanie części elektrycznych zbudowanych z badanego przez nas materiału MXene baterii jest możliwe - informuje dr Amgad Rezk z Royal Melbourne Institute of Technology.

Badania właściwości materiału MXene trwają też w Polsce. Prowadzą je naukowcy z Politechniki Warszawskiej, Uniwersytetu Warszawskiego oraz uczelni w Krakowie, Poznaniu i Szczecinie. Polacy weryfikują zdolności biobójcze, fotokatalityczne, umacniające, a nawet przeciwnowotworowe.