Liming Dai
2020; Wiley; Volume: 132; Issue: 26 Linguagem: Tagalog
10.1002/ange.201916236
ISSN1521-3757
Tópico(s)Conducting polymers and applications
ResumoAngewandte ChemieVolume 132, Issue 26 p. 10312-10313 Autoren-ProfilFree Access Liming Dai First published: 03 February 2020 https://doi.org/10.1002/ange.201916236AboutSectionsPDF ToolsRequest permissionAdd to favorites ShareShare Give accessShare full text accessShare full-text accessPlease review our Terms and Conditions of Use and check box below to share full-text version of article.I have read and accept the Wiley Online Library Terms and Conditions of UseShareable LinkUse the link below to share a full-text version of this article with your friends and colleagues. Learn more.Copy URL Share a linkShare onFacebookTwitterLinkedInRedditWechat Graphical Abstract Mein erstes Experiment war meine Doktorarbeit über lösliche konjugierte leitfähige Polymere unter Anleitung von John W. White nach einem Studium der chemischen Verfahrenstechnik. Meine größte Inspiration ist die Apollo-Mission der NASA in den 1960er Jahren …“ Dies und mehr von und über Liming Dai finden Sie in seinem Autoren-Profil. Liming Dai Der auf dieser Seite vorgestellte Autor veröffentlichte kürzlich seinen 20. Beitrag seit 2010 in der Angewandten Chemie: “High-performance K-CO2 batteries based on metal-free bifunctional carbon electrocatalysts”: W. Zhang, C. Hu, Z. Guo, L. Dai, Angew. Chem. Int. Ed. 2020, DOI: 10.1002/anie.201913687; Angew. Chem. 2020, DOI: 10.1002/ange.201913687. Die Forschung von L. Dai war auch auf dem Rücktitelbild der Angewandten Chemie vertreten: “Nitrogen-Doped Graphene Foams as Metal-Free Counter Electrodes in High-Performance Dye-Sensitized Solar Cells”: Y. Xue, J. Liu, H. Chen, R. Wang, D. Li, J. Qu, L. Dai, Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 12124; Angew. Chem. 2012, 124, 12290. Geburtstag: 10. Oktober 1961 Stellung: Kent Hale Smith Professor, Case Western Reserve University (USA) (aktuell: Scientia Professor, University of New South Wales (Australien)) E-mail: Liming.dai@case.edu (l.dai@unsw.edu.au) Homepage: https://case.edu/cse/eche/daigroup/index.html (https://www.arc.gov.au/search/Liming%20Dai) ORCID: https://orcid.org/0000-0001-7536-160X Werdegang: 1983, BSc in chemischer Verfahrenstechnik, Zhejiang-Universität, Hangzhou (China) 1990, Promotion in Chemie bei John W. White, FRS, Australian National University, Canberra 1990–1992, Postdoktorat bei Chris Toprakcioglu, Cavendish Laboratory, Cambridge University (England) Preise: 2019 IUMRS–Somiya Award der International Union of Materials Research Societies; 2019 Australian Laureate Fellowship; 2006 Ohio Outstanding Engineers and Scientists Award; 2006 George Noland Research Award von Sigma Xi Forschung: Synthese, Funktionalisierung und Implementierung von konjugierten Polymeren und Kohlenstoffnanomaterialien für energietechnische und biomedizinische Anwendungen Hobbys: Schwimmen, Lesen Mein erstes Experiment war meine Doktorarbeit über lösliche konjugierte leitfähige Polymere unter Anleitung von John W. White. Nach einem Studium der chemischen Verfahrenstechnik musste ich erst die Grundlagen von organischer Synthese und spektroskopischer Charakterisierung erlernen. Meine größte Inspiration ist die Apollo-Mission, mit der die NASA in den 1960er Jahren einen Menschen auf den Mond und wieder sicher zur Erde zurück brachte. Für mich ist dies die größte Errungenschaft überhaupt; sie wird noch zu vielen wichtigen wissenschaftlichen Entdeckungen führen. Ich bewundere kreative Naturwissenschaftler, wie Newton und Einstein, die fundamentale Prinzipien entdecken, und hervorragende Ingenieure, die diese Prinzipien umsetzen und Maschinen, Tanks und sogar Raumschiffe konstruieren. Das Geheimnis, ein erfolgreicher Wissenschaftler zu sein, ist hart arbeiten, kritisch denken und offen sein für neue Konzepte und Kooperationen. Mein Rat an Studenten: Lernt kritisch zu denken und Probleme zu lösen. Diese Fähigkeiten helfen euch, ungewohnte Situationen zu meistern und hoch innovativ zu sein. Mein Lieblingsspruch ist “Besser den Spatz in der Hand als die Taube auf dem Dach”, auch beim Wissen. Mein Lieblingselement ist Kohlenstoff – eines der häufigsten Elemente in der Erdkruste wie auch im menschlichen Körper. Kohlenstoff ist ein Bestandteil der vielseitigen organischen Verbindungen, synthetischer und natürlicher Polymere, und jeglichen bekannten Lebens. Außerdem kann er metallische und halbleitende, elektrisch isolierende und harte Materialien bilden. Meine Wissenschafts“helden” sind große Forscher wie Isaac Newton, Albert Einstein und Marie Curie, aber auch mein Doktorvater John W. White, von dem ich viel gelernt habe. Mein Lieblingswissenschaftsautor ist James Clerk Maxwell, der Gleichungen für den klassischen Elektromagnetismus, die klassische Optik und die Beschreibung von Stromkreisen aufstellte. Das Wichtigste, das ich von meinen Studenten gelernt habe, ist, dass alle unterschiedlich sind. Versteht man jeden einzelnen von ihnen, so kann man als Gruppe mehr erreichen. Was ich an meinen Freunden am meisten schätze, ist, dass sie ehrlich und zuverlässig sind. Mein Lieblingsmaler ist die Natur mit ihren zahllosen wunderschönen Landschaften. Mein Lieblingsbuch ist die Natur. Auf der Suche nach Antworten auf ihre vielen noch offenen Fragen leitet sie uns zu innovativen Ideen. Der wichtigste wissenschaftliche Fortschritt der letzten 100 Jahre war die Erfindung des Computers. Junge Leute sollten Chemie studieren, weil sie sich verlieben können, wenn die Chemie stimmt. Mein Lieblingsgetränk ist Wasser – ohne Geschmack zwar, aber gesund. Was hat Sie am stärksten motiviert? Die Apollo-Mission, mit der die NASA einen Menschen auf den Mond und sicher wieder zur Erde zurück brachte, ist die größte Motivation für meine Forschung über Elektrokatalyse mit Kohlenstoff, denn das Herzstück dieses Programms war die Erfindung von Brennstoffzellen als Energiequelle für Raumfahrzeuge. Schon seit den 1960er Jahren gibt es alkalische Brennstoffzellen mit Platin als Elektrokatalysator der Sauerstoffentwicklung (ORR), an ihre Kommerzialisierung war aber aufgrund des hohen Preises von Platin nicht zu denken. Auf diesem Gebiet gelang meiner Gruppe im Jahr 2009 die Entdeckung, dass stickstoffdotierte Kohlenstoffnanoröhren als alternative, metallfreie ORR-Katalysatoren den Preis von Brennstoffzellen deutlich senken und ihre Effizienz steigern können. Was, glauben Sie, hält die Zukunft für Ihr Forschungsgebiet bereit? Die Bedeutung von Forschung im Energiesektor ist offenkundig: Der globale Energiekonsum nimmt rasend schnell zu, und der übermäßige Verbrauch fossiler Brennstoffe wirkt sich ernsthaft auf die Umwelt aus. Ein vielversprechender Ansatz, um diese Herausforderungen zu meistern, ist die Entwicklung sauberer Technologien für Energieumwandlung und -speicherung. Hier könnte der Nanotechnologie eine besondere Rolle zukommen: Vielfältige Kohlenstoffnanomaterialien mit kontrollierter Architektur wurden als Elektrodenmaterialien und metallfreie Elektrokatalysatoren vorgestellt. Weitere Forschung auf diesem Gebiet wird die Art und Weise, in der Energiesysteme der Zukunft entwickelt werden, von Grund auf verändern und die Lebensqualität deutlich steigern. Meine 5 Top-Paper: 1“Soluble Conducting Polymers from Polyisoprene”: L. Dai, J. W. White, Polymer 1991, 32, 2120. Diese Veröffentlichung beendete die lange Debatte über den Leitungsmechanismus so genannter nichtkonjugierter leitfähiger Polymere auf der Basis von Polydien-Gummi. Im Zuge meiner Doktorarbeit bei John White zeigte ich, dass die “I2-Dotierung” von Polydienen nicht über Hypervalenz zur Ausbildung von Leitfähigkeit führt, und dass durch Addition und Eliminierung von Iod konjugierte Sequenzen entstehen. Diese Arbeit läutete das Ende der Forschung über leitfähiges Gummi ein und stützte die mit einem Nobelpreis ausgezeichnete Entdeckung, dass Konjugation in Polymeren eine Voraussetzung für elektrische Leitfähigkeit ist. 2“Aligned Coaxial Nanowires of Carbon Nanotubes Sheathed with Conducting Polymers”: M. Gao, S. Huang, L. Dai, G. Wallace, R. Gao, Z. L. Wang, Angew. Chem. Int. Ed. 2000, 39, 3664; Angew. Chem. 2000, 112, 3810. Mein erster Beitrag in der Angewandten Chemie stellt eine innovativen Ansatz für die Synthese und Mikrofabrikation aufrecht stehender Kohlenstoffnanoröhren (“vertically aligned carbon nanotubes”, VA-CNTs) durch elektrochemische Polymerisation von leitfähigem Polyanilin vor. Aufrecht auf einer Elektrode stehende Kohlenstoffnanoröhren, mehrwandige metallische ebenso wie einwandige halbleitende, sind dicht gepackt, und durch ihre exponierten oberen Enden und frei zugänglichen Außenwände können sie die Oberfläche gegenüber herkömmlichen, wie “Spaghetti” angeordneten Nanoröhren bis zu 1000-fach vergrößern. 3“Nitrogen-doped carbon nanotube arrays with high electrocatalytic activities for oxygen reduction”: K. Gong, F. Du, Z. Xia, M. Dustock, L. Dai, Science 2009, 323, 760. Ausgehend von Eisen(II)-Phthalocyanin (FePc) erhaltene, N-dotierte Kohlenstoffnanoröhren sind effektive metallfreie Elektrokatalysatoren auf Kohlenstoffbasis (“carbon-based metal-free electrocatalysts”, C-MFECs) für die Sauerstoffentwicklung. Da Platin, früher das Maß für ORR-Katalysatoren in Brennstoffzellen, die Strom direkt durch elektrochemische Sauerstoffreduktion und Oxidation eines Brennstoffs (z. B. H2) erzeugen, für eine großangelegte Anwendung zu selten und zu teuer ist, wies unsere Arbeit über C-MFECs einen neuen Weg zur nachhaltigen Energieerzeugung mit preisgünstigen, stabilen und gut verfügbaren Materialien. 4“Vertically Aligned BCN Nanotubes as Efficient Metal-Free Electrocatalysts for the Oxygen Reduction Reaction: A Synergetic Effect by Co-Doping with Boron and Nitrogen”: S. Wang, E. Iyyamperumal, A. Roy, Y. Xue, D. Yu, L. Dai, Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 11756; Angew. Chem. 2011, 123, 11960. Lange galten Stickstoffspuren in aus FePc erzeugten Kohlenstoffnanoröhren als “Verunreinigungen”. Seit unserer Entdeckung, dass N-dotierte CNTs aktive Elektrokatalysatoren sind, haben sich Kohlenstoffmaterialien mit Heteroatomdotierung in Technologien für erneuerbare Energien bewährt. Unserer Rechnungen führten die katalytische Aktivität N-dotierter CNTs auf einen Ladungstransfer zwischen Kohlenstoffatomen und benachbarten Stickstoffatomen zurück, der die O2-Chemisorption modifiziert und die ORR fördert. Auf demselben Prinzip beruht die Entwicklung verschiedener C-MFECs für Brennstoffzellen und andere Anwendungen. 5“Carbon nanotube arrays with strong shear binding-on and easy normal lifting-off”: L. Qu, L. Dai, M. Stone, Z. Xia, Z. L. Wang, Science 2018, 322, 238. Wir nutzen Klebstreifen für viele Zwecke, nur selten aber, um schwere Objekte aufzuhängen. Der Grund dafür liegt in ihrer zeit- und belastungsabhängigen Viskoelastizität. In der Natur findet man intelligente Lösungen für dieses Problem, etwa den Gecko-Fuß, der auch ohne viskoelastisches Klebefluid haftet. Wir synthetisierten Anordnungen aufrecht stehender Kohlenstoffnanoröhren mit geraden Körpern und verwobenen flexiblen oberen Enden, die mit einer Scherfestigkeit bis 100 N cm−2 zu den stärksten bekannten Trockenhaftstoffen zählen (10mal so stark wie der Gecko-Fuß). Da die Haftkraft anisotrop ist und in senkrechter Richtung nur ein Zehntel dieses Werts beträgt, wird ein starkes Haften und leichtes Ablösen möglich. Volume132, Issue26June 22, 2020Pages 10312-10313 This is the German version of Angewandte Chemie. Note for articles published since 1962: Do not cite this version alone. Take me to the International Edition version with citable page numbers, DOI, and citation export. We apologize for the inconvenience. ReferencesRelatedInformation
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