Courtesy of NatureMagazine

Keluarga MXenes Diperluas: Material 2D Baru dengan Sembilan Logam Unik

Memperkenalkan perluasan keluarga material MXenes yang dapat membuka pintu bagi desain beragam bahan unik dan berguna dengan sifat listrik tinggi, serta aplikasinya pada teknologi masa depan seperti baterai dan pelindung elektromagnetik.

04 Sep 2025, 07.00 WIB

146 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

MXenes adalah material 2D baru yang memiliki potensi besar dalam teknologi masa depan.
Penelitian tentang MXenes masih dalam tahap awal dan memerlukan pengujian laboratorium untuk memahami sifat-sifatnya.
Menggabungkan berbagai logam dalam struktur MXenes menghadapi tantangan yang unik karena preferensi atom untuk lapisan tertentu.

Philadelphia, Amerika Serikat - Ilmuwan berhasil memperluas keluarga material dua dimensi (2D) yang dikenal sebagai MXenes, menambah anggota baru dan memasukkan hingga sembilan jenis logam berbeda ke dalam satu material. MXenes adalah bahan yang sangat tipis, hanya setebal satu atom, namun memiliki sifat listrik yang sangat baik dan berpotensi digunakan dalam teknologi canggih.

Berbeda dengan graphene, yang hanya terdiri dari lapisan atom karbon, MXenes terbentuk dari lapisan logam dan karbon/nitrogen yang disusun seperti sandwich, di mana logam tertentu 'lebih suka' berada di lapisan dalam atau lapisan luar. Hal ini dipengaruhi oleh sifat termodinamika, termasuk ukuran atom dan kecenderungan elektron masing-masing logam.

Proses pembuatan MXenes dilakukan dengan pemanasan bahan di dalam tungku sehingga membentuk kristal dengan struktur lapisan tertentu. Namun, penempatan logam di lapisan tertentu sulit dikendalikan karena sifat alamiah setiap jenis logam yang menentukan posisi paling stabil secara energi.

Sifat MXenes yang dapat terdispersi dalam air membuat bahan ini bisa diaplikasikan dengan cara disemprotkan atau dicat, sehingga mudah dipasang pada berbagai permukaan. Hal ini membuka potensi luas untuk aplikasi seperti baterai generasi terbaru dan pelapis yang melindungi perangkat dari gangguan elektromagnetik.

Karena MXenes sangat kompleks, simulasi komputer belum mampu memprediksi semua sifatnya. Oleh karena itu, eksperimen langsung di laboratorium sangat dibutuhkan untuk menemukan kemungkinan sifat baru yang mengejutkan dan berguna bagi banyak bidang teknologi.

Referensi:
[1] https://nature.com/articles/d41586-025-02839-6

Analisis Kami

"MXenes adalah contoh luar biasa bagaimana sains material modern membuka jalur baru untuk inovasi teknologi. Namun, kendala dalam mengendalikan struktur atomik mereka menunjukkan bahwa penelitian eksperimental harus terus diprioritaskan untuk memahami dan memanfaatkan potensi penuh bahan ini."

Analisis Ahli

Max Hamedi

"Sulit untuk memprediksi perilaku MXenes melalui simulasi komputer karena kompleksitas tinggi, sehingga pendekatan eksperimen sangat krusial."

Babak Anasori

"Preferensi alami logam untuk menempati lapisan tertentu dalam MXenes adalah tantangan besar yang harus diatasi untuk mengembangkan bahan dengan sifat optimal."

Prediksi Kami

Di masa depan, pengujian laboratorium material MXenes yang semakin kompleks ini kemungkinan akan mengungkapkan sifat baru yang tak terduga, membuka aplikasi teknologi yang revolusioner dalam penyimpanan energi dan perlindungan elektromagnetik.

Pertanyaan Terkait

Apa itu MXenes dan mengapa mereka penting?

MXenes adalah keluarga material 2D yang memiliki konduktivitas listrik tinggi dan karakteristik lainnya yang menjanjikan untuk teknologi masa depan. Mereka penting karena dapat digunakan dalam baterai generasi berikutnya dan pelapis yang melindungi terhadap gangguan elektromagnetik.

Siapa yang pertama kali mensintesis MXenes?

MXenes pertama kali disintesis oleh Yury Gogotsi dan timnya pada tahun 2011.

Apa yang menjadi tantangan dalam menyusun lapisan logam di MXenes?

Tantangan dalam menyusun lapisan logam di MXenes termasuk ketidakmampuan untuk mengendalikan logam mana yang berada di lapisan mana, karena preferensi alami logam tersebut.

Mengapa sifat MXenes tidak dapat disimulasikan dengan model komputer?

Sifat MXenes tidak dapat disimulasikan dengan model komputer karena kompleksitasnya yang tinggi, sehingga pengujian laboratorium diperlukan untuk memahami karakteristik mereka.

Apa yang diharapkan para ilmuwan dari penelitian lebih lanjut tentang MXenes?

Para ilmuwan berharap penelitian lebih lanjut tentang MXenes akan mengungkap sifat-sifat yang mengejutkan dan tidak terduga.