MXENES na hranici 2D MATERIÁLNÍHO WORLD

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

Abstrakt: Rodina 2D přechodných kovových karbidů a nitridů (mxenů) se od objevení TI3C2 v roce 2011 rychle rozšiřuje od objevu TI3C2 [1]. Bylo syntetizováno přibližně 30 různých mxenů a struktura a vlastnosti mnoha dalších Mxenů byly předpovídány pomocí výpočtů funkční teorie hustoty (DFT) [2]. Dostupnost pevných řešení na místech M a X, kontrola povrchových zakončení a objev uspořádaných dvojitých mxenů (např. Mo2tic2) nabízí potenciál pro syntézu desítek nových struktur. Tato prezentace popisuje nejmodernější v syntéze mxenů. Bude diskutována delaminace na jednovrstvé 2D vločky a sestavení do filmů a 3D struktur, stejně jako jejich vlastnosti. Na příkladu Ti3C2 a ​​nedávno vyvinuté mxeny budou řešeny vztahy s syntézou-strukturami-přípravky MXEN. Všestranná chemie rodiny Mxene činí jejich vlastnosti laditelné pro velké množství aplikací [3]. Ukázalo se, že kyslík nebo hydroxyl-ukončené mene, jako je Ti3C2O2, mají na povrchu vrstvy přechodných kovů schopných redoxním a nabízejí kombinaci vysoké elektronické vodivosti s hydrofilitou a také rychlým iontovým transportem [4]. To, mezi mnoha dalšími výhodnými vlastnostmi, způsobuje, že rodina materiálu slibuje kandidáty na skladování energie a související elektrochemické aplikace [5], ale aplikace v plasmonice, elektrokatalýze, biosenzory, čištění/odsolování vody a další pole jsou stejně vzrušující. Zejména budou řešeny elektromagnetické stínění a anténní aplikace mxenů

Reference: [1] M. Naguib, a kol., Dvourozměrné nanokrystaly produkované exfoliací Ti3ALC2, Advanced Materials, 23, 4248 (2011). [2] X. Xiao, H. Wang, P. Urbankowski, Y. Gogotsi, Topochemická syntéza 2D materiálů, recenze Chemical Society, 47 (23) 8744 - 8765 (2018). [3] B. Anasori, M. Lukatskaya, Y. Gogotsi, 2D kovové karbidy a nitridy (MXENES) pro skladování energie, Nature Reviews Materials, 2, 16098 (2017). [4] K. Hantanasirisakul, Y. Gogotsi, elektronické a optické vlastnosti 2D přechodových kovových karbidů a nitridů (MXENES), Pokročilé materiály, 30 (52) 1804779 (2018). [5] X. Wang, et al, vliv rozpouštědel na skladování náboje v titanovém karbidu mxenu, Nature Energy, 4, 241–248 (2019). Životopis: Dr. Yury Gogotsi je profesorem univerzity a Charles T. a Ruth M. Bach profesorkou materiálových věd a inženýrství na Drexel University. Působí také jako ředitel AJ Drexel Nanomaterials Institute. V roce 1995 obdržel své MS (1984) a PhD (1986) od Kyjevy Polytechnic a titul DSC z Ukrajinské akademie věd. On je uznáván jako vysoce citovaný výzkumný pracovník a citace laureát Thomson Reuters/Clarivate Analytics (H-index přesahující 100). Za svůj výzkum získal řadu ocenění, včetně ceny Evropské uhlíkové asociace, Award S. Somiya Award od Mezinárodní unie materiálových výzkumných společností, Nano Energy Award od Elsevieru, Mezinárodní ceny nanotechnologické ceny (Rusnanoprize), cenu R&D 100 od časopisu R&D (dvakrát)) . Byl zvolen členem Americké asociace pro povýšení vědy (AAAS), Material Research Society, American Keramic Society, Electrochemical Society, Mezinárodní společnost pro elektrochemii, Royal Society of Chemistry, Nanosmat Society a také jako akademik světa, a také jako akademik světa Akademie keramiky a kolega Evropské akademie věd. Působil také v představenstvu paní a jedná jako přidružený editor ACS Nano