Werkstofftrends: MXene

Seit der Entdeckung des Graphens besteht ein großes Interesse an den außergewöhnlichen mechanischen, elektronischen, optischen sowie chemischen Eigenschaften weiterer zweidimensionaler (2D) Materialien wie den MXenen, die im Artikel näher beleuchtet werden. Als Ausgangsmaterial für MXene dienen MAX-Phasen, deren Schichtstrukturen aus Übergangsmetallen (M) bestehen, die von Kohlenstoff oder Stickstoff (X) koordiniert werden, und einem dazwischenliegenden Element der 3. oder 4. Hauptgruppe (A). Seit dem ersten Bericht über zweidimensionales Titancarbid liegt der Schwerpunkt noch immer auf der Erforschung der MXene selbst, aber zahlreiche Kombinationen mit Polymeren, Keramiken, Metallen und kohlenstoffbasierten Materialien (z. B. Nanoröhren (CNT), Graphen) rücken zunehmend in den Fokus. Solche MXen-Nanokomposite werden für eine enorme Bandbreite an möglichen Anwendungen synthetisiert, sie reichen von der Energiespeicherung, Sensoren, Katalyse, EMI-Abschirmung und Tribologie bis hin zum großen Bereich der Biomedizin.