מקסנים בגבול עולם החומרים הדו -מימדיים

המחלקה למדעי החומרים וההנדסה של Yury Gogotsi, ומכון ננו-חומרים של AJ Drexel, אוניברסיטת דרקסל, פילדלפיה, פנסילווניה 19104, ארה"ב דואר אלקטרוני: gogotsi@drexel.edu

תקציר: משפחתו של קרבידס מתכת דו -ממדית וניטרידס (MXENES) מתרחבת במהירות מאז גילוי TI3C2 בשנת 2011 [1]. סונתזו סינתזה של כ- 30 מקסנים שונים, ומבנה ותכונותיהם של מספר MXENEs אחרים ניבאו באמצעות חישובי תיאוריה פונקציונלית בצפיפות (DFT) [2]. יתר על כן, הזמינות של פתרונות מוצקים באתרי M ו- X, בקרה על סיום פני השטח וגילוי של Mxenes כפול-מ 'מסודרים (למשל, MO2TIC2) מציעים פוטנציאל לסינתזה של עשרות מבנים מובחנים חדשים. מצגת זו תתאר את עדכניות הסינתזה של מקסנים. תדונו של פתיתי דו-מימדיים בשכבה אחת והרכבה לסרטים ומבנים תלת מימדיים, כמו גם תכונותיהם יידונו. יחסי סינתזה-מבנה-יחסים של MXENES יטופלו בדוגמה של TI3C2 ולאחרונה MXENES. הכימיה המגוונת של משפחת מקסן הופכת את תכונותיהם לכוונון למגוון גדול של יישומים [3]. הוכח כי חמצן או הידרוקסיל הופסק, כגון TI3C2O2, יש שכבות מתכות מסוגלות REDOX על פני השטח ומציעות שילוב של מוליכות אלקטרונית גבוהה עם הידרופיליות, כמו גם הובלה יונית מהירה [4]. זה, בין הרבה תכונות יתרון אחרות, הופך את המשפחה החומרית למועמדים מבטיחים לאחסון אנרגיה ויישומים אלקטרוכימיים קשורים [5], אך יישומים בפלסמוניקה, אלקטרו -קטליזה, חיישנים ביולוגיים, טיהור/התפלה של מים ושדות אחרים מרגשים לא פחות. בפרט, יתייחסו ליישומי מיגון אלקטרומגנטיים ויישומי אנטנה של mxenes

הפניות: [1] M. Naguib, et al., ננו-גבישים דו-ממדיים המיוצרים על ידי פילינג של Ti3alc2, חומרים מתקדמים, 23, 4248 (2011). [2] X. Xiao, H. Wang, P. Urbankowski, Y. Gogotsi, סינתזה טופוכימית של חומרים דו -ממדיים, ביקורות על החברה הכימית, 47 (23) 8744 - 8765 (2018). [3] B. Anasori, M. Lukatskaya, Y. Gogotsi, Carbides Metal 2D וניטרידס (MXENES) לאחסון אנרגיה, חומרים לביקורות טבע, 2, 16098 (2017). [4] K. Hantanasirisakul, Y. Gogotsi, תכונות אלקטרוניות ואופטיות של קרבידס מתכת וניטרידס דו -ממדי (MXENES), חומרים מתקדמים, 30 (52) 1804779 (2018). [5] X. Wang, et al, השפעה של ממסים על אחסון מטען בטיטניום קרביד מקסן, טבע אנרגיית, 4, 241–248 (2019). ביוגרפיה: ד"ר יורי גוגוצי הוא פרופסור נכבד באוניברסיטה וצ'רלס ט. ורות. מ. באך פרופסור למדעי חומרים והנדסה באוניברסיטת דרקסל. הוא משמש גם כמנהל מכון AJ Drexel Nanomaterials. הוא קיבל את MS (1984) ו- PhD (1986) מקייב פוליטכניקה ותואר DSC מהאקדמיה האוקראינית למדעים בשנת 1995. קבוצת המחקר שלו פועלת על קרבידס דו מימדי, פחמימות ננו -מבנות, ועוד ננו -חומרים ליישומים אנרגיה, מים וביו -רפואיים. הוא מוכר כחוקר מצוטט מאוד וחתן ציטוטים על ידי תומסון רויטרס/הבהיר אנליטיקס (H-Index העולה על 100). הוא קיבל פרסים רבים על מחקריו כולל פרס איגוד הפחמן האירופי, פרס ש. סומיה מטעם האיחוד הבינלאומי לחברות מחקר על חומרים, פרס ננו אנרגיה מטעם Elsevier, פרס ננו -טכנולוגיה בינלאומי (Rusnanoprize), פרס מו"פ ממגזין R&D (פעמיים) ו הוא נבחר לחבר האיגוד האמריקני לקידום המדע (AAAS), החברה לחקר חומרים, החברה האמריקאית לקרמיקה, האגודה האלקטרוכימית, החברה הבינלאומית לאלקטרוכימיה, החברה המלכותית לכימיה, אגודת ננווסמת, וכן אקדמאי של העולם האקדמיה לקרמיקה ועמיתו של האקדמיה האירופית למדעים. הוא גם כיהן בדירקטוריון ה- MRS ומשמש כעורך חבר של ACS Nano