Nanostructured graphene
| Promotie: | Dhr. L. (Ewan) Lu |
| Wanneer: | 26 oktober 2018 |
| Aanvang: | 09:00 |
| Promotors: | prof. dr. Y. (Yutao) Pei, prof. dr. J.T.M. (Jeff) de Hosson |
| Waar: | Academiegebouw RUG |
| Faculteit: | Science and Engineering |
Nieuwe materialen van 3 tot 0 dimensies
Het onderzoek van Ewan Lu loopt van 3D-schuimachtig grafeen tot 2Dgrafeen-films en tot 0D grafeenkwantumdots, van macroporeus tot nanoporeus. Het betreft werk aan synthese, prestaties en toepassingen op verschillende gebieden, zoals batterijen, optisch- en celafbeeldingen.
Nanoporeuze metalen zijn belangrijke matrijzen voor de synthese van 3D nanoporeus grafeen. Lu ontwikkelde een nieuwe en veelzijdige matrijsvrije methode voor de synthese van nanoporeuze metalen. Het formatiemechanisme van het nanoporeuze metaal is door hem kwalitatief uitgelegd. De op nanoporeuze metalen gebaseerde elektroden zorgen voor een betere omkeerbare capaciteit en betere cyclische prestaties van lithium-ionbatterijen.
Vervolgens ontwikkelde Lu nieuwe benaderingen van de synthese van nanoporeus and micron-poreus grafeen met 3D onderling verbonden buisvormige poriën. De wanddikte kan worden geregeld van monolaag tot multilaag. Nanoporeus en micron-poreus grafeen werden gebruikt in zwavel in Li-S-batterijen met hoge energiedichtheid. De composieten vertoonden uitstekende elektrochemische prestaties, zoals verbeterde capaciteiten en cyclische prestaties.
Hierna onderzocht Lu de synthese van grafeenfilm met behulp van diffusie-geassisteerde benadering bij kamertemperatuur. Dit gebeurde op een vrij oppervlak van Ni-katalysatorfilm door vacuüm-thermische verwerking van amorfe koolstof. De nucleatie, groei van grafeen, en groeiparameters zjin onderzocht voor een controle van grafeengroei-kinetiek. De resultaten suggereren verschillende aantrekkelijke strategieën voor de gemakkelijke synthese van op grafeen gebaseerde koolstopfilms voor industriële toepassingen.
Ten slotte werkte Lu aan een milieuvriendelijke, snelle en industrieel veelbelovende methode voor het synthetiseren van grafeen quantumdots (GQD’s) op grote schaal, via een ultrasone ondersteunde vloeistoffase-exfoliatie van overvloedige koolstofvoedingen. De verschillende randstructuren, defectinhoud en -afmetingen van GQD's zijn verantwoordelijk voor de variatie van luminescerende eigenschappen. De gesynthetiseerde HD-GQD’s vertonen een hoge potentie als fluorescentie nanoprobes voor bio-afbeelding.
Ewan Lu verrichtte zijn promotieonderzoek bij de afdeling Advanced Production Engineering van het ENgineering and TEchnology institute Groningen (ENTEG). Hij werkt nu als postdoc aan de RUG.