Pressmeddelande —
Gömda och glömda 2D-material upptäcks med AI
Med hjälp av artificiell intelligens har forskare vid Linköpings universitet hittat tidigare förbisedda förekomster av 2D-materialen MXener i äldre databaser. Fynden har inspirerat forskarna att skapa nya material med mer hållbara syntesmetoder än tidigare. Resultaten är publicerade i tidskriften Science och öppnar för nya användningsområden för MXener där magnetism är en viktig komponent, som inom energi och datalagring.
– Vi måste blicka både bakåt och framåt för att accelerera materialforskningen. Det finns så mycket information i litteraturen som vi inte är medvetna om. Vi som forskare uppfinner ibland hjulet på nytt och hävdar stora upptäckter – men så visar det sig att det gjordes i till exempel Tyskland redan på 1970-talet, säger Johanna Rosén, professor i materialfysik vid Linköpings universitet.
Hennes forskargrupp har tillsammans med kollegor i Estland och Finland använt AI för att söka igenom materialdatabaser och identifiera redan skapade så kallade MXener som forskningsfältet inte varit medvetet om.
MXener är en materialfamilj som upptäcktes så sent som 2011. I sitt grundutförande består de av en metall i kombination med antingen kol- eller kväveatomer. Det viktigaste är dock strukturen – MXener består av endast några få atomlager vilket ger en extremt stor yta i förhållande till vikten.
Totalt kunde forskarna identifiera 33 nygamla MXener. Inspirerade av fynden skapade de också 11 nya. Johanna Rosén berättar att projektet inofficiellt har kallats the Treasure Chest Project av de inblandade forskarna.
– Litteraturen och databaserna är ju en skattkista – det är ju bara att öppna på locket och se vad som finns.
MXener går att lägga i lager på varandra och i en film på någon millimeter kan det finnas flera miljoner lager av materialet. Mellan lagren kan det ske mängder av olika kemiska reaktioner som beror på sammansättningen av MXenerna. Tack vare det får materialen egenskaper som kan vara lämpade för till exempel vattenrening, energilagring, telekommunikation, biomedicin och annat som forskarna ännu inte undersökt.
– MXener kan ha många användbara egenskaper, inte minst för tillämpningar inom hållbarhetsområdet. Genom att upptäcka nya sammansättningar får vi möjligheten att utforska ännu fler användningsområden för de här materialen, säger Ali Saffar Shamshirgar, forskare vid LiU och försteförfattare till artikeln i Science.
Ett av de viktigaste fynden i den aktuella studien, utöver de nya materialen, handlar om tillverkningsmetoderna. Forskargruppen har lyckats skapa MXenerna på ett helt nytt sätt i rumstemperatur på bara några få sekunder. Den nya metoden kräver betydligt färre farliga kemikalier och mindre vatten jämför med tidigare. Johanna Rosén menar att det händer väldigt mycket på forskningsfronten när det gäller syntesen av MXener vilket gör att tillverkningen kan skalas upp.
– Jag tror att det är uppskalning som kommer putta MXener över kanten till att faktiskt bli betydligt mer använda i olika applikationer.
Dessutom har forskargruppen visat att sällsynta jordartsmetaller kan ersätta metaller i MXenerna vilket gör att de också kan bli magnetiska och därmed bredda tillämpningarna ytterligare.
Studien är i huvudsak finansierad av Europeiska forskningsrådet, Vetenskapsrådet, Knut och Alice Wallenbergs stiftelse, Wallenberg Initiative Materials Science for Sustainability (WISE) och Estniska forskningsrådet. Beräkningarna gjordes möjliga via Nationell akademisk infrastruktur för superdatorer i Sverige (NAISS) och analys via den nationella forskningsinfrastrukturen för avancerad elektronmikroskopi (ARTEMI).
Artikel: Data-driven discovery and rapid, direct synthesis of MXenes, Ali Saffar Shamshirgar, Guilherme Ribeiro Portugal, Soheil Ershadrad, Roman Ivanov, Martin Dahlqvist, Florian Chabanais, Sanjay Chakraborty, Rainer Traksmaa, Topias Jussila, Maarit Karppinen, Irina Hussainova, Fredrik Heintz, Per O.Å. Persson, Johanna Rosen, Science 2026. Publicerad online 29 oktober 2026. DOI: 10.1126/science.aeh5957
Kontakt
Johanna Rosén, professor, johanna.rosen@liu.se, 013-28 57 93
Ali Saffar Shamshirgar, förste forskningsingenjör, ali.saffar@liu.se
Relaterade länkar
Ämnen
Kategorier
Regioner
I nyhetsbrevet "Forskning och samhälle - nyheter från Linköpings universitet" får du ta del av det senaste inom forskning och samverkan vid Linköpings universitet. Vi berättar om nya upptäckter, hur forskning kommer till nytta och hur samverkan bidrar till att kunskap sprids. Prenumerera här!
