科學家突破「奇蹟材料」MXene安全製程 開啟產業應用新紀元

被譽為「奇蹟材料」的奈米材料MXene，過去因製程危險且複雜，遲遲難以商業化。如今，維也納工業大學(TU Wien)研究團隊成功開發出更安全的電化學合成技術，為這項革命性材料開啟產業應用大門。

在材料科學領域，二維材料研究堪稱最前沿的突破方向。這類僅由單層原子構成的物質，往往展現出與傳統塊材截然不同的特性。自石墨烯問世並獲得諾貝爾獎肯定後，科學界將目光轉向由鈦和碳組成的MXenes材料家族。

MXenes具備令人驚艷的多功能特性，不僅能應用於電磁遮蔽、能源儲存等高階領域，TU Wien團隊更發現其作為固態潤滑劑的卓越表現——即便在太空等極端環境下仍能維持優異效能。然而傳統製程需使用具強腐蝕性的氫氟酸，嚴重阻礙產業化發展。

「關鍵在於MAX相材料的處理技術。」TU Wien摩擦學研究員Pierluigi Bilotto解釋：「過去必須用氫氟酸蝕刻鋁層，不僅危險且成本高昂，產生的廢棄物更需專業處理。」這使得多數企業對MXene量產望之卻步。

研究團隊另闢蹊徑，改採電化學脈衝技術。透過精準控制電壓，選擇性移除MAX相中的鋁原子，成功製得「電化學MXenes」(EC-MXenes)。特別的是，團隊發現間歇性電流脈衝能產生微型氫氣泡，持續活化材料表面，大幅提升製程效率。

經原子力顯微鏡、拉曼光譜等尖端儀器驗證，新方法產出的MXenes品質媲美傳統製程。「我的理想是讓MXene合成簡單到能在廚房完成。」Bilotto信心滿滿地表示：「我們已非常接近這個目標。」這項突破性研究已刊登於頂尖期刊《Small》，可望加速MXene在航太、電子等產業的應用程序。