Fotokatalis menjadi salah satu teknologi yang sekarang ini banyak dikembangkan untuk berbagai macam aplikasi, seperti medis, remidiasi lingkungan, sampai energi terbarukan. Fotokatalis merupakan teknologi yang menggunakan material katalis yang fungsinya dapat diinisiasi oleh cahaya. Fotokatalis ini dapat mempercepat proses reaksi, seperti reaksi kimia dan perubahan temodinamika. Percepatan reaksi kimia dapat diaplikasikan untuk menghasilkan energi dan remidiasi lingkungan. Sedangkan perubahan termodinamika dengan fotokatalis dapat digunakan dibidang medis, seperti terapi fototermal untuk menyembuhkan kanker.
Beberapa jenis material fotokatalis telah ditemukan dan dikembangkan. Salah satunya material berjenis dua dimensi (2D) dengan keunikan yang sangat mendukung material ini untuk aplikasi fotokatalis. Misalkan, graphene merupakan material 2D yang sangat menarik karena tidak hanya memiliki sifat fotoelektronik yang baik, material ini juga stabil dan keberadaannya sangat melimpah. Graphene sudah banyak diteliti, dan dapat digunakan sebagai fotokatalis untuk berbagai macam aplikasi. Material 2D berbasis bismuth oxyhalide juga menjadi jenis yang banyak menarik perhatian karena memiliki sifat fotokatalis yang bahkan lebih baik daripada graphene. MXenes juga merupakan salah satu material 2D yang beberapa tahun terakhir secara masih dikembangkan untuk fotokatalis. Hal ini disebabkan karena MXenes memiliki sifat konduktif yang sangat tinggi, menyamai elemen nobel metal yang dikategorikan sebagai bahan fotokatalis yang paling baik.
Khususnya, MXenes yang dapat dibuat dengan komposisi yang sangat beragam menjadikan material ini seringkali dimodifikasi, sehingga kemudian didapatkan MXenes yang sangat baik sebagai fotokatalis untuk berbagai macam aplikasi. Rumus kimia MXenes adalah Mn + 1AXn, di mana n = 1, 2, atau 3, dimana M adalah logam transisi, A adalah elemen golongan A, kebanyakan golongan 13 dan 14, dan X adalah C dan/atau N. Karena kaya akan komposisi, MXenes dapat ditemukan dengan berbagai macam kombinasi.
MXenes juga di modifikasi dengan berbagai macam rekayasa material, seperti rekayasa doping, structure, morfologi, permukaan antar muka, dan komposit. Rekayasa komposit salah satu upaya yang paling masif dilakukan untuk meningkatkan kemampuan MXenes sebagai material fotokatalis. Hal ini disebabkan karena rekayasa komposit tidak akan mengubah kemampuan asli MXenes yang memang memiliki sifat fotokatalisnya sangat baik. Dengan strategi komposit, penambahan kemampuan fotokatalis akan sangat jelas. Apalagi, MXenes sebagai material 2D memiliki permukaan yang sangat besar sehingga mampu menjadi matriks yang luas sebagai wadah penerima material yang dikompositkan dengan MXenes.
MXenes sebagai material 2D secara masif dikembangkan oleh banyak peneliti, khususnya aplikasi fotokatalis, karena sifat fotoelektroniknya yang sangat baik. Pengembangan dan modifikasi material 2D MXenes meliputi beberapa strategi rekayasa nanomaterial, salah satunya rekayasa komposit. Penggabungan MXenes dengan material yang cocok akan menjadikan MXenes memiliki kemempuan yang lebih baik lagi sebagai material fotokatalis yang dapat digunakan di bidang medis, remidiasi lingkungan, sampai energi terbarukan.
Penulis: Tahta Amrillah, Ph.D
