Polyaromatic cores for the exfoliation of popular 2D materials
Source abstract
Abstract
Two-dimensional (2D) nanomaterials have attracted interest from the scientific community due to their unique properties. The production of these materials has been carried out by diverse methodologies, the liquid phase exfoliation being the most promising one due to its simplicity and potential scalability. The use of several stabilizers allows to obtain dispersions of these 2D nanomaterials in solvents with low boiling points. Herein we describe a general exfoliation method for different 2D materials employing a biphasic water/dichloromethane system and two different (poly)aromatic hydrocarbons (PAHs). This method allows us to obtain dispersions of the exfoliated 2D materials with high concentrations in the organic solvent. Due to the low boiling point of dichloromethane, and therefore its easy removal, the obtained dispersions can be employed as additives for different composites. We corroborate that the exfoliation efficiency is improved due to the π-π and van der Waals interactions between the PAHs and the layers of the 2D materials.
Source: openalex_inverted_index · Quality: candidate unverified · Source record ↗
Research context
OpenAlex topics: Graphene research and applications · 2D Materials and Applications · Covalent Organic Framework Applications
SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.
Affiliations
Department of Chemical and Pharmaceutical Sciences, INSTM UdR Trieste, Università degli Studi di Trieste, Via Licio Giorgieri 1, Trieste 34127, Italy
Neural Repair and Biomaterials Laboratory, Hospital Nacional de Parapléjicos (SESCAM), Finca la Peraleda s/n, 45071 Toledo, Spain
Adolphe Merkle Institute, University of Fribourg, Chemin des Verdiers 4, 1700 Fribourg, Switzerland
Simpson Querrey Institute for BioNanotechnology, Northwestern University, Chicago, IL 60611, USA
Department of Chemistry, Northwestern University, Evanston, IL 60208, USA
Center for Cooperative Research in Biomaterials (CIC biomaGUNE), Basque Research and Technology Alliance (BRTA), Paseo de Miramón 194, Donostia-San Sebastián 20014, Spain
Ikerbasque, Basque Foundation for Science, Bilbao 48013, Spain
Funding
Agencia Estatal de Investigación · Instituto de Salud Carlos III · Ministero dell’Istruzione, dell’Università e della Ricerca
References (91)
Show source-provided references
1. Novoselov · Science · 2004 · 306 · 66610.1126/science.1102896 ↗
2. Wang · Nano-Micro Lett. · 2017 · 9 · 4710.1007/s40820-017-0148-2 ↗
3. Shtansky · Nanoscale · 2018 · 10 · 1747710.1039/C8NR05027A ↗
4. Singh · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2019 · 11 · 1106110.1021/acsami.8b19859 ↗
5. Yadav · Small · 2019 · 15 · 180370610.1002/smll.201803706 ↗
6. Kubota · Science · 2007 · 317 · 93210.1126/science.1144216 ↗
7. Zhiqiao · Small · 2014 · 11 · 1655
8. Shi · Nat. Commun. · 2020 · 11 · 84910.1038/s41467-020-14596-3 ↗
9. Khan · Mater. Today · 2017 · 20 · 61110.1016/j.mattod.2017.04.027 ↗
10. Gao · Green Chem. · 2021 · 23 · 711510.1039/D1GC01275D ↗
11. Luo · Adv. Funct. Mater. · 2017 · 27 · 170145010.1002/adfm.201701450 ↗
12. Mak · Phys. Rev. Lett. · 2010 · 105 · 13680510.1103/PhysRevLett.105.136805 ↗
13. Yalon · Nano Lett. · 2017 · 17 · 342910.1021/acs.nanolett.7b00252 ↗
14. Yang · FlatChem · 2019 · 18 · 10013310.1016/j.flatc.2019.100133 ↗
15. Wang · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2021 · 13 · 4796210.1021/acsami.1c14136 ↗
16. Liu · ACS Catal. · 2021 · 11 · 1215910.1021/acscatal.1c03016 ↗
17. Zhang · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2021 · 13 · 3186110.1021/acsami.1c07286 ↗
18. Wang · Chem. Soc. Rev. · 2018 · 47 · 610110.1039/C8CS00314A ↗
19. Zhang · J. Am. Chem. Soc. · 2013 · 135 · 1810.1021/ja308249k ↗
20. Christoforidis · Nano Energy · 2018 · 50 · 46810.1016/j.nanoen.2018.05.070 ↗
21. Jiang · Appl. Catal., B · 2020 · 260 · 11818110.1016/j.apcatb.2019.118181 ↗
22. Yang · Angew. Chem., Int. Ed. · 2017 · 56 · 399210.1002/anie.201700286 ↗
23. Tian · J. Mater. Chem. A · 2019 · 7 · 1158410.1039/C9TA01819K ↗
24. Liras · Chem. Soc. Rev. · 2019 · 48 · 545410.1039/C9CS00377K ↗
25. Yang · Nano Res. · 2021 · 14 · 158310.1007/s12274-020-2897-3 ↗
26. Niu · Small · 2015 · 12 · 27210.1002/smll.201502207 ↗
27. Witomska · Adv. Funct. Mater. · 2019 · 190112610.1002/adfm.201901126 ↗
28. Li · ACS Nano · 2020 · 14 · 1097610.1021/acsnano.0c03916 ↗
29. Zhou · Angew. Chem., Int. Ed. · 2011 · 50 · 1083910.1002/anie.201105364 ↗
30. Halim · Nat. Commun. · 2013 · 4 · 221310.1038/ncomms3213 ↗
31. Shen · Small · 2016 · 12 · 274110.1002/smll.201503834 ↗
32. Woltornist · ACS Nano · 2013 · 7 · 706210.1021/nn402371c ↗
33. Biswas · Nano Lett. · 2009 · 9 · 16710.1021/nl802724f ↗
34. Tang · Langmuir · 2010 · 26 · 904510.1021/la9049082 ↗
35. Woltornist · Adv. Mater. · 2017 · 29 · 160494710.1002/adma.201604947 ↗
36. Chen · Sci. Rep. · 2020 · 10 · 1804710.1038/s41598-020-74821-3 ↗
37. Hu · Nanoscale · 2021 · 13 · 46010.1039/D0NR05514J ↗
38. Griffin · Chem. Mater. · 2020 · 32 · 285210.1021/acs.chemmater.9b04684 ↗
39. Wang · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2018 · 10 · 250410.1021/acsami.7b15712 ↗
40. Worsley · ACS Nano · 2019 · 13 · 5410.1021/acsnano.8b06464 ↗
41. Wu · Chem. Commun. · 2020 · 56 · 203510.1039/C9CC08800H ↗
42. Xu · Nanomaterials · 2018 · 8 · 94210.3390/nano8110942 ↗
43. Amiri · FlatChem · 2018 · 8 · 4010.1016/j.flatc.2018.03.004 ↗
44. Ciesielski · Adv. Mater. · 2016 · 28 · 603010.1002/adma.201505371 ↗
45. Ye · J. Mater. Chem. C · 2018 · 6 · 1114410.1039/C8TC04510K ↗
46. Yin · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2017 · 9 · 2136210.1021/acsami.7b04185 ↗
47. Da Silva · Appl. Catal., B · 2018 · 221 · 5610.1016/j.apcatb.2017.08.079 ↗
48. Muhabie · Chem. Mater. · 2017 · 29 · 851310.1021/acs.chemmater.7b03426 ↗
49. Gang · ChemPhysChem · 2016 · 17 · 155710.1002/cphc.201600187 ↗
50. Schlierf · Nanoscale · 2013 · 5 · 420510.1039/c3nr00258f ↗
51. Yang · 2D Mater. · 2014 · 1 · 01101210.1088/2053-1583/1/1/011012 ↗
52. Parviz · ACS Nano · 2012 · 6 · 885710.1021/nn302784m ↗
53. Zhang · ACS Nano · 2014 · 8 · 666310.1021/nn502289w ↗
54. Chen · RSC Adv. · 2016 · 6 · 1366610.1039/C5RA26181C ↗
55. Gharib · Carbon · 2017 · 123 · 69510.1016/j.carbon.2017.08.025 ↗
56. Gharib · ChemNanoMat · 2019 · 5 · 130310.1002/cnma.201900390 ↗
57. Marcia · FlatChem · 2017 · 1 · 8910.1016/j.flatc.2017.01.001 ↗
58. Marcia · Adv. Mater. Interfaces · 2016 · 3 · 160036510.1002/admi.201600365 ↗
59. Englert · Adv. Mater. · 2009 · 21 · 426510.1002/adma.200901578 ↗
60. Kozhemyakina · Adv. Mater. · 2010 · 22 · 548310.1002/adma.201003206 ↗
61. Martín-Gomis · Photochem. Photobiol. Sci. · 2017 · 16 · 59610.1039/C6PP00351F ↗
62. Pathipati · J. Phys. Chem. C · 2014 · 118 · 2481910.1021/jp505463v ↗
63. Bausi · Org. Electron. · 2015 · 18 · 5310.1016/j.orgel.2014.12.018 ↗
64. Liscio · ChemPlusChem · 2017 · 82 · 35810.1002/cplu.201600503 ↗
65. Lu · Mater. Express · 2013 · 3 · 14410.1166/mex.2013.1110 ↗
66. Fu · RSC Adv. · 2015 · 5 · 4269810.1039/C5RA03154K ↗
67. Abellán · Angew. Chem., Int. Ed. · 2016 · 55 · 1455710.1002/anie.201604784 ↗
68. Beneš · RSC Adv. · 2016 · 6 · 600810.1039/C5RA23654A ↗
69. Godoy · Ultrason. Sonochem. · 2019 · 55 · 27910.1016/j.ultsonch.2019.01.016 ↗
70. Berrocal · ACS Nano · 2017 · 11 · 373310.1021/acsnano.6b08380 ↗
71. Berardi · J. Phys. Chem. C · 2017 · 121 · 1773710.1021/acs.jpcc.7b05928 ↗
72. Ciesielski · Chem. Soc. Rev. · 2014 · 43 · 38110.1039/C3CS60217F ↗
73. Abismaïl · Ultrason. Sonochem. · 1999 · 6 · 7510.1016/S1350-4177(98)00027-3 ↗
74. Liu · Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. · 2003 · 68 · 10410210.1103/PhysRevB.68.104102 ↗
75. Ling · Nano Lett. · 2014 · 14 · 303310.1021/nl404610c ↗
76. Pang · ACS Nano · 2016 · 10 · 411110.1021/acsnano.5b07347 ↗
77. Martinez · Chem. Sci. · 2012 · 3 · 219110.1039/c2sc20045g ↗
78. Govind Rajan · ACS Nano · 2016 · 10 · 914510.1021/acsnano.6b04276 ↗
79. Garrido · J. Mater. Chem. C · 2021 · 9 · 1094410.1039/D1TC01442K ↗
80. Li · Nat. Nanotechnol. · 2008 · 3 · 53810.1038/nnano.2008.210 ↗
81. Zhao · Appl. Catal., B · 2015 · 165 · 33510.1016/j.apcatb.2014.10.016 ↗
82. Lee · Adv. Mater. · 2012 · 24 · 232010.1002/adma.201104798 ↗
83. Ferrari · Phys. Rev. Lett. · 2006 · 97 · 18740110.1103/PhysRevLett.97.187401 ↗
84. Paton · Nat. Mater. · 2014 · 13 · 62410.1038/nmat3944 ↗
85. Tonda · J. Mater. Chem. A · 2014 · 2 · 677210.1039/c3ta15358d ↗
86. Cai · Nanoscale · 2017 · 9 · 305910.1039/C6NR09312D ↗
87. Li · ACS Nano · 2014 · 8 · 145710.1021/nn500059s ↗
88. Ji · ACS Nano · 2017 · 11 · 1205710.1021/acsnano.7b04841 ↗
89. Ramakrishna Matte · Angew. Chem., Int. Ed. · 2010 · 49 · 405910.1002/anie.201000009 ↗
90. Liu · Nanoscale · 2015 · 7 · 991910.1039/C5NR01891A ↗
91. Cortés-Arriagada · Int. J. Quantum Chem. · 2017 · 117 · e2534610.1002/qua.25346 ↗