Mxenes na granicy świata materiałów 2D

Yury Gogotsi Department of Materials Science and Engineering oraz AJ Drexel Nanomaterials Institute, Drexel University, Philadelphia, PA 19104, USA E-mail: gogotsi@drexel.edu

Streszczenie: Rodzina 2D przejściowych węglików i azotków (MXENES) szybko się rozwija od czasu odkrycia TI3C2 w 2011 r. [1]. Zsyntetyzowano około 30 różnych MXENES, a struktura i właściwości wielu innych Mxenów przewidziano przy użyciu obliczeń teorii funkcjonalnej gęstości (DFT) [2]. Ponadto dostępność stałych roztworów w miejscach M i X, kontrola terminów powierzchniowych i odkrycie uporządkowanych podwójnych M MXENES (np. MO2TIC2) oferują potencjał syntezy dziesiątek nowych odrębnych struktur. Ta prezentacja opisuje najnowocześniejszy w syntezie Mxenes. Rozwarstwienie na jednowarstwowe płatki 2D i montaż w filmy i struktury 3D, a także ich właściwości zostaną omówione. Relacje MXENETS-struktury syntezy MXENES zostaną omówione na przykładzie Ti3C2 i niedawno opracowanych MXENES. Wszechstronna chemia rodziny Mxene sprawia, że ​​ich właściwości są dostrajane do wielu różnych zastosowań [3]. Wykazano, że wykazano, że menki zakończone tlenem lub hydroksyloinowane, takie jak Ti3C2O2, mają na powierzchni warstwy metali przejściowych i oferują kombinację wysokiej przewodności elektronicznej z hydrofilowością, a także szybki transport jonowy [4]. To, wśród wielu innych korzystnych właściwości, sprawia, że ​​rodzina materialna obiecujący kandydaci do magazynowania energii i powiązanych zastosowań elektrochemicznych [5], ale zastosowania w plazmonice, elektrokatalizie, bioczujności, oczyszczaniu wody/odsalaniu i innych dziedzinach są równie ekscytujące. W szczególności zostaną rozwiązane elektromagnetyczne ekranowanie i zastosowania anteny MXENES

Odniesienia: [1] M. Naguib, i in., Dwuwymiarowe nanokryształy wytwarzane przez złuszczanie Ti3Alc2, zaawansowane materiały, 23, 4248 (2011). [2] X. Xiao, H. Wang, P. Urbankowski, Y. Gogotsi, Topochemiczna synteza materiałów 2D, Chemical Society Reviews, 47 (23) 8744 - 8765 (2018). [3] B. Anasori, M. Lukatskaya, Y. Gogotsi, 2D metalowe węgliki i azotki (MXENES) do magazynowania energii, Materiały Nature Reviews, 2, 16098 (2017). [4] K. Hantanasirisakul, Y. Gogotsi, właściwości elektroniczne i optyczne węglików i azotków metalowych 2D (MXENES), Materiały Advanced, 30 (52) 1804779 (2018). [5] X. Wang i in., Wpływ rozpuszczalników na magazynowanie ładunku w węgliku tytanowym Mxene, Nature Energy, 4, 241–248 (2019). Biografia: Dr Yury Gogotsi jest wyróżnionym profesorem uniwersyteckim oraz Charlesem T. i Ruth M. Bach Professor of Materials Science and Engineering na Uniwersytecie Drexel. Pełni również funkcję dyrektora Instytutu Nanomateriałów AJ Drexel. Otrzymał swój stwardnienie rozsiane (1984) i doktorat (1986) od Kijowskiej Politechnicznej oraz dyplom DSC z Ukrainy Akademii Nauk w 1995 roku. Jego grupa badawcza pracuje nad węgliami 2D, węgliami nanostrukturalnymi i innymi nanomateriałami dla zastosowań energetycznych, wodnych i biomedycznych. Jest uznawany za wysoce cytowanego badacza i cytatów Laureat Thomson Reuters/Clarivate Analytics (H-Index przekraczający 100). Otrzymał wiele nagród za swoje badania, w tym nagrodę European Carbon Association Award, S. Somiya Award od Międzynarodowej Związku Badań Materiałów, Nano Energy Award od Elsevier, Międzynarodowej Nagrody Nanotechnologii (Rusnanoprize), nagrody R&D 100 od R&D Magazine (dwa razy) . Został wybrany członkiem American Association for Advancement of Science (AAAS), Materials Research Society, American Ceramic Society, The Electrochemical Society, International Society of Electrochemistry, Royal Society of Chemistry, Nanosmat Society, a także akademickiego świata Akademia ceramiki i członek Europejskiej Akademii Nauk. Służył również w zarządu MRS i działa jako redaktor naczelny ACS Nano