Uma equipe de pesquisadores da Universidade de Chicago, da Universidade de Illinois em Chicago e da Universidade Vanderbilt desenvolveu uma nova técnica de síntese para MXenes, com potencial para reduzir significativamente o custo de produção desses materiais bidimensionais. Os MXenes são uma classe de materiais com amplo potencial de aplicação, incluindo armazenamento de energia, catálise e blindagem eletromagnética.

Os processos tradicionais de preparação de MXenes são complexos e dispendiosos, geralmente envolvendo tratamentos em altas temperaturas e o uso de produtos químicos perigosos. O professor Dmitri Tarappin, da Universidade de Chicago, afirmou: "A preparação de MXenes é extremamente complexa, exigindo múltiplas etapas, incluindo vários dias de tratamento em altas temperaturas, seguidos pelo uso de produtos químicos perigosos, como o ácido fluorídrico, e gerando uma grande quantidade de resíduos." Para superar esses obstáculos, a equipe de pesquisa propôs um novo método ascendente, átomo por átomo, para a construção de MXenes bidimensionais. Inspirado por um artigo publicado em 1986, esse método emprega deposição química de vapor (CVD) utilizando materiais precursores relativamente estáveis ​​e de baixo custo, como o tetracloroetileno. Tarappin destaca que o custo dos MXenes sintetizados usando o novo método é "pelo menos duas ordens de magnitude menor do que o dos métodos tradicionais".

O principal avanço desta técnica de síntese reside na melhoria do rendimento e da pureza. "O que é empolgante neste artigo é que ele emprega um novo método de síntese química usando um novo conjunto de precursores orgânicos, permitindo-nos obter esses materiais bidimensionais de forma mais eficiente", disse o Professor De-en Jiang, da Universidade Vanderbilt, coautor do artigo. Anteriormente, o método da equipe, publicado em 2023, apresentava baixos rendimentos, enquanto este estudo alcançou um rendimento de aproximadamente 90% em peso. "Não apenas descobrimos uma nova reação, como também estamos começando a entender os mistérios por trás da síntese", disse Wang Di, primeiro autor do artigo.

Este método sintético revolucionário pode impulsionar o MXene da pesquisa laboratorial para aplicações em larga escala. Os materiais MXene têm atraído grande atenção em áreas como armazenamento de energia devido à sua estrutura em camadas condutoras e à química de superfície ajustável. Ao contrário dos métodos tradicionais de "gravura", o novo método permite uma construção de material mais precisa. O professor Robert Klee, da Universidade de Illinois em Chicago, descreveu-o da seguinte forma: "É como tentar esculpir um livro em um pedaço de madeira. Nosso novo método consegue construir o livro da maneira correta — página por página." Os resultados da pesquisa foram publicados na revista *Nature Synthesis*.