Svenska forskare har utvecklat en snabbare metod för att tillverka ultratunna material som kan få betydelse för framtidens vattenrening och energilagring. Med hjälp av AI har forskarna dessutom identifierat 33 tidigare förbisedda material och lyckats framställa elva nya. Resultaten presenteras i den vetenskapliga tidskriften Science.

Forskningen leds från Linköpings universitet och handlar om MXener, en grupp extremt tunna material som kan byggas upp av bara några få atomlager.

Det stora framsteget är inte enbart att forskarna har hittat fler material. De har också visat hur MXener kan framställas genom en kemisk reaktion som fortsätter av egen kraft efter att den startats.

Därmed kan tillverkningen gå betydligt snabbare än med flera av de metoder som traditionellt har använts.

Ny metod tillverkar materialen på minuter

Traditionell tillverkning av MXener bygger ofta på att vissa atomlager avlägsnas från ett annat material genom kemisk etsning.

Det är en process som kan kräva starka syror, flera bearbetningssteg och lång behandlingstid. I vissa vanliga metoder tar själva etsningen mellan ett och tre dygn.

Forskarna vid Linköpings universitet har i stället utvecklat en metod där en kemisk reaktion får driva tillverkningen.

Processen startas med en kort uppvärmning. Därefter utvecklar reaktionen tillräckligt mycket egen värme för att fortsätta utan kontinuerlig extern uppvärmning.

Själva reaktionen går mycket snabbt. I ett redovisat exempel tar hela processen omkring fem minuter, inklusive avkylning.

Det betyder inte att materialen framställs helt utan värme. Tvärtom kan temperaturen bli mycket hög. Skillnaden är att processen inte behöver tillföras värme under lång tid.

Så skiljer sig metoderna

Den nya metoden kan därmed göra det lättare att undersöka och tillverka fler typer av MXener.

Däremot är det ännu inte visat hur stora besparingarna blir vid industriell produktion. Att en laboratorieprocess går snabbare innebär inte automatiskt att hela tillverkningen blir billigare eller mer miljövänlig.

AI hittade 33 material som forskningen hade missat

Den andra viktiga delen av studien handlar om hur forskarna använde maskininlärning och superdatorer för att undersöka äldre materialdata.

Där identifierade de 33 tidigare framställda material som inte hade uppmärksammats som möjliga MXener.

Materialen var alltså inte helt okända. Det nya var att forskarna kunde identifiera deras potential utifrån tidigare forskning.

Med den nya tillverkningsmetoden framställdes också sju flerskiktade MXener.

Forskargruppen lyckades dessutom skapa elva tidigare outforskade MXener med sällsynta jordartsmetaller, bland annat neodym, gadolinium och terbium.

De nya materialen är särskilt intressanta eftersom de kan ha andra elektriska och magnetiska egenskaper än många av de MXener som redan studerats.

Det kan öppna för fler användningsområden inom elektronik och materialteknik.

Därför kan MXener bli viktiga för vattenrening

En av de mest intressanta egenskaperna hos MXener är deras extremt tunna struktur.

Materialen består av lager som kan vara så tunna att deras tjocklek mäts i enstaka atomlager. Samtidigt kan de ha en stor aktiv yta i förhållande till mängden material.

Det gör dem intressanta för att fånga upp eller separera olika ämnen.

Inom vattenrening undersöks bland annat möjligheten att använda MXener i membran. Tanken är att vatten ska kunna passera medan vissa oönskade ämnen hålls tillbaka.

Det finns också forskning om hur materialens ytor kan användas för att binda föroreningar.

Vid Linköpings universitet pågår separat forskning om tunna material för att hantera PFAS i vatten. Det är en typ av svårnedbrytbara ämnen som kan vara problematiska för både människor och miljö.

Läs också vår genomgång av hur farligt PFAS är och möjligheterna att få bort ämnena.

Den nya Science-studien visar däremot inte att de elva materialen redan kan användas för att rena dricksvatten från PFAS. Det är en möjlig framtida tillämpning som kräver ytterligare forskning.

Kan också användas i framtidens batterier

MXener är även intressanta inom energilagring.

Vissa material i gruppen kan transportera elektrisk laddning effektivt och samtidigt ge joner möjlighet att röra sig mellan de tunna lagren.

Det gör dem till kandidater för bland annat batterier och superkondensatorer, som kan lagra och snabbt lämna ifrån sig elektrisk energi.

Men olika MXener har olika egenskaper.

Att forskarna nu har framställt elva nya material innebär därför inte att de automatiskt har utvecklat bättre batterier. Materialen måste först undersökas för att avgöra vilka egenskaper de faktiskt har och vilka användningar de lämpar sig för.

Flera hinder återstår före storskalig användning

Forskarna har visat att det går att upptäcka och tillverka fler MXener på nya sätt. Nästa fråga är om materialen kan produceras och användas i större skala.

För det krävs bland annat att tillverkningen ger jämn kvalitet, att materialens renhet kan kontrolleras och att de behåller sina egenskaper under långvarig användning.

Vissa MXener kan påverkas av syre och fukt, vilket är särskilt viktigt om de ska användas i exempelvis vattenreningsanläggningar eller batterier.

Även tillverkningskostnader, råvaruförbrukning och miljöpåverkan behöver undersökas närmare.

Det innebär att det fortfarande finns ett tydligt avstånd mellan resultaten i laboratoriet och färdiga kommersiella produkter.

Det som gör studien betydelsefull är kombinationen av två framsteg: AI kan hjälpa forskare att hitta material som tidigare förbisetts, samtidigt som en snabbare tillverkningsmetod gör det möjligt att undersöka fler av dem i praktiken.

Studien publicerades den 29 oktober 2026 i Science.