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PNAS发表我室内在新型二维材料MXene方面的创新成果
2015-03-16 12:49  

近日,我室与我校长江讲座教授Yury Gogotsi博士领导的美国Drexel大学纳米材料科学研究团队密切合作,在新型二维材料MXene及其复合材料设计制备和柔性电极设计合成方面取得了重要突破,研究成果被美国国家科学院院刊接收发表(Proceedings of the National Academy of Sciences, USA, PNAS, 2014, doi: 10.1073/pnas.1414215111)

 

新型电极材料的设计和创制是事关未来先进储能器件的核心和关键。MXene作为一类与石墨烯类似的新兴二维材料,在2011年首次被合成出来,该类材料不同于常规的二维材料,具有优异的机械性能、导电能力和亲水性。良好的亲水性使MXene易在水溶液体系中被大规模制备,而优异的导电性(电导率大于2.4 X 105 S m-1)使其在高倍率电极材料等方面有突出的巨大应用潜力。

 

我室与Drexel大学密切合作,以原子厚度的二维MXene为结构单元,通过组装化学的技术手段,首次制备出具有良好柔性、优异导电性能的膜状整体材料及MXene/聚合物复合材料。该类材料表现出了远高于常规炭材料的体积比容量、同时具有优异的倍率特性和循环稳定性,此外这种复合材料还具有优异的机械性能,复合后其强度提高了300-400%。基于MXene组装构筑的这类新型柔性高导电的整体性一体化材料为未来便携式电子产品的柔性储能设备提供了性能优异的电极材料,在结构性储能设备的设计构筑中亦有极大的发展潜力。

 

上述创新成果近期以全文形式刊登在美国科学院院刊上,作者:凌铮(博士生),任畅(博士生,共同第一作者),赵梦强(博士后),杨建教授,James Giammarco(博士后),邱介山教授,Michel Barsoum教授,Yury Gogotsi教授。

 

柔性导电MXene基自支撑膜及其电化学性能

 

这项研究工作得到中国国家留学基金委和美国能源部的资助支持。

 

美国国家科学院院刊(PNAS)是美国科学院的官方学术周刊(SCI影响因子9.81),具有广泛而重要的国际影响力,与NatureScience等期刊一样,是久负盛名的基础科学领域的顶尖国际学术刊物之一。

 

文章链接如下:http://www.pnas.org/content/early/2014/11/10/1414215111.abstract

工作highlight如下:http://www.drexel.edu/now/archive/2014/November/flexible-MXenes/

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