От двумерных материалов к их гетероструктурам: взгляд электрохимика

В течение всего одного десятилетия двумерные (2D) материалы изменили многие дисциплины современной науки и технологий благодаря интенсивным фундаментальным исследованиям и ранним коммерческим применениям. В этом обзоре мы даем всестороннее изложение свойств, синтеза, характеристик и применения 2D материалов в контексте электрохимии и смежных научных областей. Во-первых, представлены структурные, электронные, оптические и механические свойства, а также различные методы приготовления и характеристики 2D материалов. Во-вторых, обсуждается текущее электрохимическое понимание 2D и слоистых материалов и их модификаций. Наконец, намечены перспективы и новые направления в оптоэлектронике, фотокатализе и возобновляемой энергетике с использованием 2D материалов. Основное внимание уделено дихалькогенидам переходных металлов группы 6 (TMDC) и другим перспективным 2D материалам за пределами графена, включая их гетероструктуры. Эти наноматериалы необходимы для следующего поколения устройств в области настраиваемой электрохимии, сенсоров и фотоэлектрических систем. Несмотря на широкий охват, обзор не претендует на исчерпывающий перечень фактов; он суммирует устоявшиеся знания и выделяет наиболее перспективные тенденции. Он адресован читателям с опытом в электрохимии, которые хотят расширить свой кругозор или начать исследования по 2D материалам, а также специалистам по 2D материалам, желающим работать над применениями на основе электрохимии, такими как накопление и преобразование энергии.