Mxenes vid gränsen till 2D -materialvärlden

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

Sammanfattning: Familjen till 2D -övergångsmetallkarbider och nitrider (MXENES) har expanderat snabbt sedan upptäckten av TI3C2 2011 [1]. Cirka 30 olika mxener har syntetiserats, och strukturen och egenskaperna hos många andra mxener har förutsagits med användning av densitetsfunktionella teori (DFT) beräkningar [2]. Dessutom erbjuder tillgängligheten av fasta lösningar på M- och X-platser, kontroll av yttermineringar och upptäckten av ordnade dubbel-M MXENES (t.ex. MO2TIC2) potentialen för syntes av dussintals nya distinkta strukturer. Denna presentation kommer att beskriva modernaste i syntesen av mxenes. Delaminering i enskikts 2D-flingor och montering i filmer och 3D-strukturer, såväl som deras egenskaper kommer att diskuteras. Syntes-struktur-properties-relationer av mxenes kommer att behandlas i exemplet med Ti3C2 och nyligen utvecklade MXENES. Den mångsidiga kemin för Mxene -familjen gör sina egenskaper som är inställda för ett stort utbud av applikationer [3]. Syre- eller hydroxylterminerade män, såsom Ti3C2O2, har visat sig ha redox kapabla övergångsmetaller på ytan och erbjuder en kombination av hög elektronisk konduktivitet med hydrofilicitet, liksom snabb jontransport [4]. Detta, bland många andra fördelaktiga egenskaper, gör materialfamiljen lovande kandidater för energilagring och relaterade elektrokemiska tillämpningar [5], men tillämpningar inom plasmonik, elektrokatalys, biosensorer, vattenrening/avsaltning och andra fält är lika spännande. I synnerhet kommer elektromagnetisk skärmning och antennapplikationer av MXENES att behandlas

Referenser: [1] M. Naguib, et al., Två-dimensionella nanokristaller producerade genom peeling av Ti3Alc2, Advanced Materials, 23, 4248 (2011). [2] X. Xiao, H. Wang, P. Urbankowski, Y. Gogotsi, topokemisk syntes av 2D -material, kemiska samhällsrecensioner, 47 (23) 8744 - 8765 (2018). ] [4] K. Hantanasirisakul, Y. Gogotsi, elektroniska och optiska egenskaper hos 2D -övergångsmetallkarbider och nitrider (MXENES), avancerade material, 30 (52) 1804779 (2018). [5] X. Wang, et al, lösningsmedelens inflytande på laddning av lagring i titankarbid Mxene, Nature Energy, 4, 241–248 (2019). Biografi: Dr. Yury Gogotsi är utmärkt universitetsprofessor och Charles T. och Ruth M. Bach professor i materialvetenskap och teknik vid Drexel University. Han fungerar också som chef för AJ Drexel Nanomaterials Institute. Han fick sin MS (1984) och PhD (1986) från Kiev Polytechnic och en DSC -examen från den ukrainska vetenskapsakademin 1995. Hans forskningsgrupp arbetar på 2D -karbider, nanostrukturerade kol och andra nanomaterial för energi, vatten och biomedicinska tillämpningar. Han är erkänd som högt citerad forskare och citat Laureate av Thomson Reuters/Clarivate Analytics (H-index som överstiger 100). Han har fått många utmärkelser för sin forskning inklusive European Carbon Association Award, S. Somiya Award från International Union of Materials Research Sociations, Nano Energy Award från Elsevier, International Nanotechnology Prize (RUSNANOPRIZE), FoU Award från R&D Magazine (två gånger) . Han har valts till en stipendiat i American Association for Advancement of Science (AAAS), Materials Research Society, American Ceramic Society, Electrochemical Society, International Society of Electrochemistry, Royal Society of Chemistry, Nanosmat Society, samt världens akademiker Academy of Ceramics and Fellow of the European Academy of Sciences. Han tjänstgjorde också i MRS -styrelsen och agerar som associerad redaktör för ACS Nano