Una pila de páginas que se ha hojeado muchas veces lo recuerda: algunas hojas quedan planas, otras se abarquillan y en ciertos lugares quedan dobleces. Algo similar les ocurre a los materiales laminares cuando los iones penetran en ellos. En un nuevo estudio, los científicos observaron escamas individuales de MXene, un carburo de titanio bidimensional, y vieron cómo la historia de los ciclos de carga y descarga modifica su estructura.

Para ello construyeron un microscopio que sigue la luz reflejada por cada escama con una precisión de millonésimas de segundo. Las muestras se colocaron en una solución de ácido sulfúrico y se hizo pasar corriente a través de ellas. Cuando los protones se intercalaban entre las capas, las escamas se expandían ligeramente y la luz reflejada cambiaba de brillo. Ese brillo permitía determinar cuántas capas tenía la escama y cómo "respiraba".

Resultó que las monocapas son casi perfectamente reversibles: al aumentar diez veces la velocidad de barrido, su respuesta cae solo un 2%. En cambio, en pilas de seis o más capas, la caída alcanza el 36%. Esto significa que en las pilas gruesas los iones deben abrirse paso entre las láminas, como el agua a través de las páginas apretadas de un libro.

Los ciclos repetidos dividieron las escamas en tres tipos. Las monocapas permanecieron estables. Las multicapas desordenadamente apiladas acumularon deformación residual y perdieron reversibilidad, como páginas que ya no cierran bien. Pero las multicapas con apilamiento ordenado formaron pliegues reversibles: aparecían durante la carga y desaparecían por completo al volver al potencial inicial.

Ahora se entiende por qué los electrodos macroscópicos de MXene se comportan de manera inestable en los primeros ciclos: atraviesan una reorganización dependiente de la historia. El método, que combina el monitoreo óptico de escamas individuales con la difracción promedio, puede aplicarse al diagnóstico de baterías y supercondensadores. Y comprender el papel del apilamiento ayudará a diseñar materiales que desde el principio sepan cómo serán exfoliados.