АссистентНовый вопросИсторияОбласти знаний
Партнёрские проектыМатериалы БРЭСпецпроектыСтать автором
Настроить видСменить язык
О РУВИКИ
Ответ на вопрос

Руофф, Родни С.

Pause

Родни С. «Род» Руофф (род. 1957) — американский физикохимик и исследователь в области нанонауки. Один из ведущих мировых экспертов по углеродным материалам, включая такие углеродные наноструктуры, как фуллерены, нанотрубки, графен и алмаз. Сделал новаторские открытия в области этих и других материалов.

Общие сведения
Родни С. Руофф
англ. Rodney S. Ruoff
Дата рождения 1957
Страна
Образование
Род деятельности физикохимик, исследователь в области нанонауки
Награды и премии

Лауреат по цитируемости Clarivate, Премия Джеймса Макгродди за новые материалы

Сайт ruoff.science

Биография

Получил степень бакалавра наук по химии в Техасском университете в Остине (1981) и степень доктора философии по химической физике в Иллинойсском университете в Урбане-Шампейне (1988). После стажировки по программе Фулбрайта в Институте исследований потоков Общества Макса Планка в Гёттингене, Германия (1989), и постдокторантуры в Исследовательском центре Томаса Дж. Уотсона компании IBM (1990—1991), стал научным сотрудником Лаборатории молекулярной физики в SRI International (1991—1996). Сейчас является заслуженным профессором Ульсанского национального института науки и технологий (UNIST) и директором Центра многомерных углеродных материалов — центра Института фундаментальных наук, расположенного в UNIST.

Исследования

Род Руофф и его исследовательские группы внесли значительный вклад в разработку новых методов синтеза и понимание свойств новых материалов, включая наноструктуры и двумерные материалы, в особенности новые углеродные материалы (графен, алмаз, нанотрубки, sp3-sp2 гибриды, углерод с отрицательной кривизной, углеродные нанопены, аллотропы нитрида бора, фуллерены и др.). Среди новаторских исследований можно выделить:

  • изучение механики C60 и нанотрубок, включая вытягивание внутренней оболочки относительно внешней оболочки нанотрубки, а также связи между механической деформацией и структурой с одной стороны, и химической реакционной способностью с другой;
  • исследование явлений растворимости фуллеренов, нанотрубок и графена;
  • изучение металлических наночастиц, инкапсулированных в углерод;
  • исследование структурированного графита и микромеханически отслоённых графеноподобных чешуек;
  • масштабируемое выращивание графена на медных и медно-никелевых фольгах;
  • изучение изотопно-меченых графитов (оксид графита) и графена;
  • исследование оксида графена, восстановленного оксида графена, а также композитов и бумагоподобных плёнок на их основе;
  • использование химически модифицированного графена и графитовой пены в качестве электродных материалов для накопления энергии[1][2];
  • применение графена в качестве поддерживающей плёнки для биологической просвечивающей электронной микроскопии;
  • использование графена как защитного покрытия от окисления и коррозии.

В 2012 году Руофф представил личный взгляд на перспективы графена и новых углеродных материалов. Будучи аспирантом Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне, он опубликовал основополагающие работы о структуре слабосвязанных кластеров, образующихся в сверхзвуковых струях, и о процессах релаксации в них.

Его прогнозы совместно с А. Л. Руоффом о механической реакции фуллерита при высоком давлении, работы по уникальным явлениям сольватации C60 в различных растворителях, а также синтез и структурная характеризация сверхгигантских фуллеренов, содержащих монокристаллические металлические инкапсуляты, продемонстрировали научному сообществу новые свойства углеродных структур с замкнутой оболочкой. Он также стал соразработчиком нового устройства для механических испытаний in-situ, измеряющего реакцию на растяжение пучков одностенных и отдельных многостенных углеродных нанотрубок внутри сканирующего электронного микроскопа. Эта работа дала важные сведения о механике и трибологии этих систем и указала на возможность создания линейных подшипников с очень низким коэффициентом трения. Руофф и его коллеги первыми использовали параметры растворимости для объяснения растворимости фуллеренов, одностенных нанотрубок и химически модифицированных графенов. Кроме того, Род первым создал графен путём литографического структурирования для получения монокристаллических графитовых микростолбиков, благодаря чему его команда получила монокристаллические многослойные графеновые пластинки.

С 2009 года Руофф и его сотрудники продемонстрировали синтез монослойного графена большой площади на медной фольге методом химического осаждения из газовой фазы, для которого были получены относительно высокие подвижности носителей заряда. Впоследствии они использовали изотопное мечение и микрорамановское картирование для изучения зёрен и границ зёрен в таких слоях толщиной в атом и выяснения механизмов роста, а также исследовали их характеристики в качестве прозрачных проводящих электродов. Команда Руоффа также достигла успехов в создании новых композитных систем, содержащих химически модифицированные графеновые пластинки.

Руофф и его команда первыми использовали графен в качестве электродов электрохимических конденсаторов, сообщив о графеновых суперконденсаторах в 2008 году. В 2011 году они сообщили о новом углеродном материале, потенциально имеющем области «углерода с отрицательной кривизной» (NCC) с высокой удельной площадью поверхности 3100 м2 г−1 и стенками толщиной в атом со связями sp2, образующими поры диаметром от 0,6 до 5 нм. Они показали, что этот тип пористого углерода («a-MEGO») эффективно работает как электродный материал для двухслойных суперконденсаторов.

Руофф и его сотрудники сообщили о достижениях в синтезе монокристаллического графена большой площади методом химического осаждения из газовой фазы на меди, сплаве Cu/Ni и сапфире. Их исследования касались ориентации, адслоёв, укладки двух- и трёхслойных структур и переноса. Были продемонстрированы монослойный графен на сапфире в масштабе пластины, монокристаллы без складок на Cu(111) и крупные домены AB-бислоя/ABA-трислоя. Они также исследовали влияние поверхностного кислорода и влажного окисления, а также влияние границ зёрен и деформации на свойства[3][4][5][6][7][8].

Они сообщили о выращивании алмаза и родственных фаз в жидких металлах, включая синтез алмаза при атмосферном давлении, кинетику растворения на Ni/Co, гомоэпитаксиальный алмаз в жидком металле и методы HF-CVD с использованием горячих графитовых пластин. Они также реализовали эпитаксиальный монокристаллический многослойный h-BN на Ni(111)[9][3].

В области пористых и функциональных углеродов вклад включает углероды с цеолитным шаблоном, углероды с дальним порядком из C60, аэрогели из оксида графена с радиальной/центросимметричной структурой, композиты с жидким галлием и плёнки оксида графена, интеркалированные катионным C60 стадии 1[10].

Исследования химических превращений и функционализации охватывали прямую электрохимическую модификацию в зависимости от граней Cu, восстановительную функционализацию и фторирование в направлении алмазоподобных фаз (получен и охарактеризован F-диаман), ковалентные реакции с галогенидами, графитизацию и контроль толщины оксида графена под давлением или при нагревании, а также идентификацию графенола (C6OH)[11].

Дальнейшие достижения включают алмазоподобные плёнки из углеродных нановолокон, кристаллические графитовые плёнки с высокой жёсткостью и теплопроводностью, ультратонкие графитовые пены для фазопереходного накопления тепла, складчатые графеновые плёнки для литий-ионных батарей, углеродные электрические двухслойные конденсаторы, гибридные плёнки графен-УНТ, исследования реакционной способности чёрного фосфора и MOF на основе меди[12].

Концептуальные и теоретические вклады включали определение целей углеродной науки и исследование переноса заряда в жидком галлии и диамандоидах.

В 2024 году они представили новый метод создания синтетических алмазов при давлении 1 атмосфера примерно за 150 минут без использования затравок[13].

Род и его команда продолжают работу в Центре многомерных углеродных материалов Института фундаментальных наук, уделяя основное внимание углероду и родственным материалам, а также некоторым другим темам исследований[14].

Индекс Хирша Рода составляет 167[15]. Он является изобретателем или соавтором 60 выданных патентов[16].

Должности

  • Заслуженный профессор UNIST, Ульсанский национальный институт науки и технологий (с 2014 года)
  • Принадлежность к UNIST: химический факультет, школа материаловедения, школа энергетики и химической инженерии
  • Директор Центра многомерных углеродных материалов (с 2013 года)[14]
  • Профессор кафедры семьи Кокрелл, машиностроение, Техасский университет в Остине (2007—2013)
  • Профессор и профессор Джона Эванса, машиностроение, Северо-Западный университет (2000—2007)
  • Доцент, физика, Университет Вашингтона в Сент-Луисе (1996—2000)
  • Научный сотрудник, Лаборатория молекулярной физики, SRI International (1991—1996)
  • Постдокторант, Исследовательский центр Томаса Дж. Уотсона компании IBM (1990—1991)
  • Постдокторант/стипендиат Фулбрайта, Институт исследований потоков Общества Макса Планка (1989)

Награды и премии

Примечания

  1. ↑ Zhang L. L. Highly Conductive and Porous Activated Reduced Graphene Oxide Films for High-Power Supercapacitors // Nano Letters. — 2012. — Т. 12, № 4. — С. 1806–1812. — doi:10.1021/Nl203903z. — Bibcode: 2012NanoL..12.1806Z. — PMID 22372529.
  2. ↑ Tsai W. Y. Outstanding performance of activated graphene based supercapacitors in ionic liquid electrolyte from −50 to 80°C // Nano Energy. — 2013. — Т. 2, № 3. — С. 403–411. — doi:10.1016/j.nanoen.2012.11.006.
  3. ↑ 1 2 Ma Kyung Yeol. Epitaxial single-crystal hexagonal boron nitride multilayers on Ni (111) (англ.) // Nature. — 2022. — June (vol. 606, no. 7912). — P. 88–93. — ISSN 1476-4687. — doi:10.1038/s41586-022-04745-7.
  4. ↑ Li Junzhu. Wafer-scale single-crystal monolayer graphene grown on sapphire substrate (англ.) // Nature Materials. — 2022. — July (vol. 21, no. 7). — P. 740–747. — ISSN 1476-4660. — doi:10.1038/s41563-021-01174-1.
  5. ↑ Wang Meihui. Single-crystal, large-area, fold-free monolayer graphene (англ.) // Nature. — 2021. — August (vol. 596, no. 7873). — P. 519–524. — ISSN 1476-4687. — doi:10.1038/s41586-021-03753-3.
  6. ↑ Huang Ming. Large-area single-crystal AB-bilayer and ABA-trilayer graphene grown on a Cu/Ni(111) foil (англ.) // Nature Nanotechnology. — 2020. — April (vol. 15, no. 4). — P. 289–295. — ISSN 1748-3395. — doi:10.1038/s41565-019-0622-8.
  7. ↑ Yi Ding. What Drives Metal-Surface Step Bunching in Graphene Chemical Vapor Deposition? // Physical Review Letters. — 2018. — 12 июня (т. 120, № 24). — doi:10.1103/PhysRevLett.120.246101.
  8. ↑ Hao Yufeng. Oxygen-activated growth and bandgap tunability of large single-crystal bilayer graphene (англ.) // Nature Nanotechnology. — 2016. — May (vol. 11, no. 5). — P. 426–431. — ISSN 1748-3395. — doi:10.1038/nnano.2015.322.
  9. ↑ Gong Yan. Homoepitaxial Diamond Grown in a Liquid Metal Solvent (англ.). — ChemRxiv, 2022. — doi:10.26434/chemrxiv-2022-q8ppf.
  10. ↑ Pan Fei. Long-range ordered porous carbons produced from C60 (англ.) // Nature. — 2023. — February (vol. 614, no. 7946). — P. 95–101. — ISSN 1476-4687. — doi:10.1038/s41586-022-05532-0.
  11. ↑ Bakharev Pavel V. Chemically induced transformation of chemical vapour deposition grown bilayer graphene into fluorinated single-layer diamond (англ.) // Nature Nanotechnology. — 2020. — January (vol. 15, no. 1). — P. 59–66. — ISSN 1748-3395. — doi:10.1038/s41565-019-0582-z.
  12. ↑ Ji Hengxing. Capacitance of carbon-based electrical double-layer capacitors (англ.) // Nature Communications. — 2014. — 21 February (vol. 5, no. 1). — P. 3317. — ISSN 2041-1723. — doi:10.1038/ncomms4317.
  13. ↑ Forget Billions of Years: Scientists Have Grown Diamonds in Just 150 Minutes. ScienceAlert (25 апреля 2024). Дата обращения: 23 сентября 2026.
  14. ↑ 1 2 Center for Multidimensional Carbon Materials. Institute for Basic Science. Дата обращения: 23 сентября 2026.
  15. ↑ По данным Web of Science на 13 октября 2025 года.
  16. ↑ По состоянию на 3 февраля 2022 года.
  17. ↑ Byun, Kwan Joo Rodney Ruoff, Director of the IBS Center for Multidimensional Carbon Materials, Listed as a Citation Laureate with the Track Record Deemed to be of 'Nobel Stature'. Institute for Basic Science (23 августа 2018). Дата обращения: 23 сентября 2026.
  18. ↑ James C. McGroddy Prize for New Materials. American Physical Society. Дата обращения: 23 сентября 2026.
  19. ↑ Heo, Joo Hyeon UNIST Professor Selected as Recipient of SGL Carbon Award: Recognized for his outstanding and many contributions on a variety of carbon materials. Department of Chemistry. UNIST (7 июля 2016). Дата обращения: 23 сентября 2026.
  20. ↑ Joo, Hyeon Heo Seven UNIST Researchers Named 'World's Most Highly Cited Researchers'. News Center. UNIST (28 ноября 2018). Дата обращения: 23 сентября 2026.
  21. ↑ IBS Places First Among Korean Institutions by Featuring 9 Scientists in List of Highly Cited Researchers. Институт фундаментальных наук (4 декабря 2018). Дата обращения: 23 сентября 2026.
  22. ↑ 구, 미현 UNIST 교수 7명, '세계에서 가장 영향력 있는 연구자'에 선정 (кор.). Newsis (27 ноября 2018). Дата обращения: 23 сентября 2026.
  23. ↑ Seven IBS Scientists Named World's Most Highly Cited Researchers: Accounting for 13.1% of Korea's scientists on the list. Institute for Basic Science (20 ноября 2019). Дата обращения: 23 сентября 2026.
  24. ↑ Seven UNIST Faculty Named to Highly Cited Researchers 2021 List (амер. англ.). UNIST News Center. Дата обращения: 23 сентября 2026.

Ссылки

Категории

Pause