Nowa metoda syntezy MXenów opisana w „Nature Synthesis”. Wśród autorów dr Kamil Sobczak z CNBCh UW
05 03 2026
W prestiżowym czasopiśmie Nature Synthesis opublikowano pracę prezentującą nową metodę otrzymywania MXenów – zaawansowanych materiałów dwuwymiarowych o dużym potencjale zastosowań w elektronice i energetyce. Wśród współautorów publikacji jest dr Kamil Sobczak, kierownik Laboratorium Mikroskopii i Spektroskopii Elektronowej w Centrum Nauk Biologiczno-Chemicznych Uniwersytetu Warszawskiego.
W artykule pt. „Triphasic synthesis of MXenes with uniform and controlled halogen terminations” przedstawiono innowacyjną trójfazową metodę syntezy MXenów (gaz–ciecz–ciało stałe, GLS). MXeny to dwuwymiarowe materiały z rodziny węglików i azotków metali przejściowych, które wyróżniają się bardzo dobrą przewodnością elektryczną i znajdują zastosowanie m.in. w (opto)elektronice, magazynowaniu energii, ekranowaniu fal elektromagnetycznych oraz w detektorach terahercowych.
Kluczową rolę w określaniu właściwości MXenów odgrywają tzw. terminacje – grupy funkcyjne znajdujące się na ich powierzchni. Dotychczasowe metody syntezy prowadziły jednak do powstawania materiałów z mieszanymi i losowo rozmieszczonymi terminacjami, co powodowało nieuporządkowanie struktury powierzchni oraz pogorszenie transportu ładunku.
Nowa strategia stanowi istotny przełom. Metoda GLS umożliwia otrzymywanie MXenów o jednorodnych i precyzyjnie kontrolowanych terminacjach halogenowych (Cl, Br, I oraz ich kombinacjach). Proces charakteryzuje się wysoką wydajnością – od 81 do 85% dla materiałów Ti₃C₂Cl₂, Ti₃C₂Br₂ i Ti₃C₂I₂ – przy jednoczesnym zachowaniu wysokiej integralności strukturalnej. Pozwala również na syntezę MXenów z mieszanymi terminacjami typu dual- i triple-halogenowego.
Otrzymane materiały wykazują znaczącą poprawę właściwości transportowych. W porównaniu z konwencjonalnymi MXenami o mieszanych terminacjach Cl/O zaobserwowano ponad 160-krotny wzrost makroskopowej przewodności elektrycznej oraz 13-krotny wzrost przewodności w zakresie terahercowym.
W badaniach ze strony Uniwersytetu Warszawskiego uczestniczył dr Kamil Sobczak z Laboratorium Mikroskopii i Spektroskopii Elektronowej CNBCh UW, który odpowiadał za zaawansowaną charakteryzację strukturalną nowych MXenów z wykorzystaniem transmisyjnej mikroskopii elektronowej (TEM).
Autorzy podkreślają, że opracowana metoda otwiera nowe możliwości projektowania MXenów o „szytych na miarę” właściwościach, kluczowych dla przyszłych technologii elektronicznych, optoelektronicznych, katalizy i magazynowania energii.
Szczegóły publikacji:
Triphasic synthesis of MXenes with uniform and controlled halogen terminations |
