Mxenes a la frontera del món dels materials 2d

Yury Gogotsi Departament de Ciències i Enginyeria de Materials, i AJ Drexel Nanomaterials Institute, Drexel University, Philadelphia, PA 19104, EUA Correu electrònic: gogotsi@drexel.edu

Resum: La família de carburs i nitrurs metàl·lics de transició 2D (mxenes) s'ha expandit ràpidament des del descobriment de Ti3C2 el 2011 [1]. S'han sintetitzat aproximadament 30 mxens diferents i s'han previst l'estructura i les propietats de nombrosos altres mxens mitjançant càlculs de teoria funcional de densitat (DFT) [2]. A més, la disponibilitat de solucions sòlides en llocs M i X, el control de les terminacions superficials i el descobriment de mxenes dobles ordenades (per exemple, mo2tic2) ofereixen el potencial de síntesi de desenes de noves estructures diferents. Aquesta presentació descriurà l’estat de l’art en la síntesi de mxenes. Delaminació en flocs 2D d’una sola capa i muntatge en pel·lícules i estructures 3D, així com les seves propietats. Síntesi-Estructura-Properats Les relacions de mxenes s’abordaran sobre l’exemple de TI3C2 i els mxens desenvolupats recentment. La química versàtil de la família Mxene fa que les seves propietats siguin ajustables per a una gran varietat d'aplicacions [3]. S’ha demostrat que l’oxigen o els homes acabats hidroxil, com el Ti3C2O2, tenen capes de metalls de transició capaces redox a la superfície i ofereixen una combinació d’alta conductivitat electrònica amb hidrofilicitat, així com un transport iònic ràpid [4]. Això, entre moltes altres propietats avantatjoses, fa que la família material prometi candidats a l’emmagatzematge d’energia i aplicacions electroquímiques relacionades [5], però les aplicacions en plasmonics, electrocatalisi, biosensors, purificació/dessalinització d’aigua i altres camps són igualment emocionants. En particular, s'abordaran les aplicacions de blindatge electromagnètic i antena de mxenes

Referències: [1] M. Naguib, et al., Nanocristalls bidimensionals produïts per exfoliació de Ti3alc2, Materials avançats, 23, 4248 (2011). [2] X. Xiao, H. Wang, P. Urbankowski, Y. Gogotsi, Síntesi topoquímica de materials 2D, Chemical Society Reviews, 47 (23) 8744 - 8765 (2018). [3] B. Anasori, M. Lukatskaya, Y. Gogotsi, carburs i nitrurs metàl·lics 2D (Mxenes) per a l'emmagatzematge d'energia, materials de revisió de la natura, 2, 16098 (2017). [4] K. Hantanasirisakul, Y. Gogotsi, propietats electròniques i òptiques de carburs i nitrurs metàl·lics de transició 2D (mxenes), Materials avançats, 30 (52) 1804779 (2018). [5] X. Wang, et al, Influència de dissolvents en l'emmagatzematge de càrrega en el carbur de titani Mxene, Nature Energy, 4, 241–248 (2019). Biografia: el doctor Yury Gogotsi és el professor universitari distingit i Charles T. i Ruth M. Bach Professor de Ciències i Enginyeria de Materials a la Universitat Drexel. També exerceix com a director de l'AJ Drexel Nanomaterials Institute. Va rebre la seva MS (1984) i PHD (1986) de Kíev Polytechnic i un títol de DSC de l'Acadèmia Ucraïnesa de Ciències del 1995. El seu grup de recerca treballa sobre carbons 2D, carbons nanoestructurats i altres nanomaterials per a energia, aigua i aplicacions biomèdiques. És reconegut com a investigador molt citat i laureat de Thomson Reuters/Clarivate Analytics (índex H superior a 100). Ha rebut nombrosos premis per la seva investigació, inclòs el Premi Europeu de Carbon Association, S. Somiya Award de la Unió Internacional de la Recerca de Materials, Nano Energy Award de Elsevier, Premi Internacional de Nanotecnologia (Rusnanoprize), R + D 100 de la revista R&D (dues vegades) . Ha estat elegit becari de l'Associació Americana per a l'Avenç de la Ciència (AAAS), Materials Research Society, American Ceramic Society, The ElectroChemical Society, International Society of ElectroChemistry, Royal Society of Chemistry, Nanosmat Society, així com acadèmica del món Acadèmia de Ceràmica i Fellow de l'Acadèmia Europea de Ciències. També va formar part del consell d'administració de la MRS i actua com a editor associat d'ACS Nano