Mxenes στα σύνορα του κόσμου των 2D υλικών

Yury Gogotsi Τμήμα Επιστήμης και Μηχανικών Υλικών, και AJ Drexel Nanomaterials Institute, Πανεπιστήμιο Drexel, Φιλαδέλφεια, PA 19104, Η.Π.Α. E-mail: gogotsi@drexel.edu

Περίληψη: Η οικογένεια των 2D μεταβατικών μεταλλικών καρβίδων και νιτρίδια (Mxenes) επεκτείνεται ταχέως από την ανακάλυψη του TI3C2 το 2011 [1]. Έχουν συντεθεί περίπου 30 διαφορετικά mxenes και η δομή και οι ιδιότητες πολλών άλλων MXENEs έχουν προβλεφθεί χρησιμοποιώντας υπολογισμούς λειτουργικής θεωρίας πυκνότητας (DFT) [2]. Επιπλέον, η διαθεσιμότητα στερεών λύσεων στις θέσεις Μ και Χ, ο έλεγχος των τερματισμών επιφάνειας και η ανακάλυψη των διατεταγμένων MXENEs Double-M (π.χ. MO2TIC2) προσφέρουν τη δυνατότητα σύνθεσης δεκάδων νέων ξεχωριστών δομών. Αυτή η παρουσίαση θα περιγράψει την κατάσταση της τεχνολογίας στη σύνθεση των Mxenes. Θα συζητηθούν η αποκόλληση σε νιφάδες και συναρμολόγηση σε ταινίες και 3D, καθώς και οι ιδιότητές τους θα συζητηθούν. Οι σχέσεις σύνθεσης-δομής-ιδιωτικών σχέσεων των Mxenes θα εξεταστούν για το παράδειγμα των TI3C2 και πρόσφατα αναπτυγμένων Mxenes. Η ευέλικτη χημεία της οικογένειας Mxene καθιστά τις ιδιότητές τους συντονισμένες για μια μεγάλη ποικιλία εφαρμογών [3]. Το οξυγόνο ή τα υδροξυλικά MENEs, όπως το Ti3C2O2, έχουν αποδειχθεί ότι έχουν στρώματα μετάβασης μετάβασης σε οξειδοαναγωγή στην επιφάνεια και προσφέρουν συνδυασμό υψηλής ηλεκτρονικής αγωγιμότητας με υδροφιλικότητα, καθώς και γρήγορη ιοντική μεταφορά [4]. Αυτό, μεταξύ πολλών άλλων πλεονεκτικών ιδιοτήτων, καθιστά την υλική οικογένεια που υπόσχεται υποψήφιους για την αποθήκευση ενέργειας και τις συναφείς ηλεκτροχημικές εφαρμογές [5], αλλά οι εφαρμογές στην πλασμονική, την ηλεκτροκατανάλωση, τους βιοαισθητήρες, τον καθαρισμό του νερού/αφαλάτωση και άλλα πεδία είναι εξίσου συναρπαστικές. Συγκεκριμένα, θα αντιμετωπιστούν οι εφαρμογές ηλεκτρομαγνητικής θωράκισης και κεραίας των Mxenes

ΠΑΡΑΠΟΜΠΕΣ: [1] Μ. Naguib, et al., Διασδιάστατοι νανοκρύσταλλοι που παράγονται με απολέπιση του Ti3alc2, Advanced Materials, 23, 4248 (2011). [2] X. Xiao, Η. Wang, Ρ. Urbankowski, Υ. Gogotsi, Topochemical Synthesis 2D Materials, Reviews Chemical Society, 47 (23) 8744 - 8765 (2018). [3] Β. Anasori, Μ. Lukatskaya, Υ. Gogotsi, 2D μεταλλικά καρβίδια και νιτρίδια (Mxenes) για την αποθήκευση ενέργειας, υλικά αναθεώρησης της φύσης, 2, 16098 (2017). [4] Κ. Hantanasirisakul, Υ. Gogotsi, Ηλεκτρονικές και οπτικές ιδιότητες των 2D μεταβατικών μεταλλικών καρβίδων και νιτρίδων (Mxenes), Advanced Materials, 30 (52) 1804779 (2018). [5] X. Wang, et al, επιρροή διαλυτών στην αποθήκευση φορτίου σε καρβίδιο τιτανίου Mxene, Nature Energy, 4, 241-248 (2019). Βιογραφία: Ο Δρ Yury Gogotsi είναι ο καθηγητής του Πανεπιστημίου και ο Charles T. και ο καθηγητής της επιστήμης και της μηχανικής Ruth M. Bach στο Πανεπιστήμιο Drexel. Εργάζεται επίσης ως Διευθυντής του Ινστιτούτου Nanomaterials AJ Drexel. Έλαβε το MS (1984) και το PhD (1986) από το KIEV Polytechnic και ένα πτυχίο DSC από την Ουκρανική Ακαδημία Επιστημών το 1995. Η ερευνητική του ομάδα εργάζεται σε 2D καρβίδια, νανοδομημένους άνθρακες και άλλα νανομιά για ενέργεια, νερό και βιοϊατρικές εφαρμογές. Είναι αναγνωρισμένος ως εξαιρετικά αναφερόμενος ερευνητής και αναφορές από τον Thomson Reuters/Clarivate Analytics (H-index που υπερβαίνει τα 100). Έχει λάβει πολλά βραβεία για την έρευνά του, συμπεριλαμβανομένου του βραβείου European Carbon Award, S. Somiya βραβείο από τη Διεθνή Ένωση Εταιρειών Υλικών, το βραβείο Nano Energy από το Elsevier, International Nanotechnology Prize (RusnanoPrize), το βραβείο R & D 100 από το περιοδικό R & D (δύο φορές) . Έχει εκλεγεί μέλος της Αμερικανικής Ένωσης για την Προώθηση της Επιστήμης (AAAS), την Ερευνητική Εταιρεία Υλικών, την Αμερικανική Κεραμική Εταιρεία, την Ηλεκτροχημική Εταιρεία, τη Διεθνή Εταιρεία Ηλεκτροχημείας, τη Βασιλική Εταιρεία Χημείας, την Εταιρεία Νανοσμώδους, καθώς και τον Ακαδημαϊκό Κόσμο του Κόσμου Ακαδημία Κεραμικής και Συνεργάτης της Ευρωπαϊκής Ακαδημίας Επιστημών. Εξυπηρέτησε επίσης στο Διοικητικό Συμβούλιο της MRS και ενεργεί ως συνεργάτης του ACS Nano