hamers

罗伯特·J·。 hamers

电子邮件地址: hamers@chem.wisc.edu

房间号: 
3345
电话号码: 
608-262-6371
组关系: 
hamers组
职位名称: 
教授
路径: 
分析
化学生物学
物料
物理
教育: 

理学士1980年,威斯康星大学麦迪逊分校
博士1986年,康奈尔大学

导向器, 中心可持续纳米技术
物理科学的steenbock教授
威斯康星特聘教授
联合创始人兼首席科学官, silatronix,INC。
资深编辑, 化学研究的账户

 

hamers's picture

研究说明

研究hamers组位于在化学,材料科学,纳米技术的交集。我们感兴趣的是开发和利用新型表面化学的建立和完善可再生能源的下一代设备,并有兴趣了解纳米材料的潜在环境和健康的影响。我们的工作涵盖了从表面非​​常基本的,实验和计算研究,一路利用表面化学控制的形成和设备,如下一代太阳能电池,光催化剂,电池和纳米材料的环境安全性的范围内。该基团是多学科和高度协作。

我们在表面利益的事实,最重要的化学和物理现象往往是由材料之间的表面和/或接口控制驱动。这是具有纳米级材料,其中总原子的实质部分位于其表面尤其如此。表面具有自己的,非常独特的化学性质,因为原子通常是非常不寻常的,高度不对称的几何形状。大部分我们目前的工作地址的表面有关可再生能源和/或纳米技术和夫妻国家的最先进的表面化学与电化学和/或材料的光电化学性质的化学问题。

纳米材料对环境的影响
纳米材料具有改善许多新兴技术的性能,降低能源消耗,提高稀缺资源的使用,以显著推动社会进步的潜力。迅速增加的使用纳米材料也引起了人们对周围的工程纳米颗粒的潜力释放到环境中可能造成的环境安全和健康问题的问题。该 中心可持续纳米技术 是连接威斯康星 - 麦迪逊大学与其他11次性高等院校和太平洋西北国家实验室,与教授一个多学科的研究工作。 hamers为总导演。在CSN涉及约75研究生,教师,谁是重点发展的纳米材料如何与环境及其相关的生命形式交互的分子水平上理解本科生。我们的最终目标是通过一种“良性的设计”的方法,以使在安全和可持续的方式使纳米技术的发展。该hamers小组的努力中心与技术重要性和减少生物的影响纳米材料的设计合成,并在对复杂的材料表征纳米材料的新的分析方法的开发。   

极端电化学:电化学超出在水中的稳定性极限

常规电化学通常限于用〜0和+ 1.2V之间躺在电化学potentails反应。然而,许多感兴趣的重要反应涉及这些限度之外的氧化还原电势。实例包括Co的1电子还原2,n的转换2 以NH3 (世界上最耗能的反应),以及对水消毒羟基自由基的产生。以实现水稳定性极限之外的电化学转化,有必要开发在接口来控制电子转移过程的动力学的能力。半导体电极是particlarly吸引力的,因为电子和空穴可以在能量分别保持分离到导带和价带。这项工作大部分是由钻石的极不寻常的特性引导。便宜的金刚石薄膜,甚至金刚石的金刚石粉末具有不寻常的abilty直接发射电子到水中,从而形成溶剂化电子。溶剂化电子是化学家的完美reducting剂,但在水中产生溶剂化电子的方便的路线以前没有被实现,我们最近展示了使用的溶剂化电子作为还原剂OT减少合作的能力2 合作和n2 以NH3 在水里。正在进行的努力正在扩大这项工作检查节能路线等高能物种,如羟基自由基,强效氧化剂。

电化学储能

由于太阳能和风能是高度可变的,可再生能源只能是真正有效的,如果我们能够开发用于存储能源的新的和改进的方法。在混合动力和全电动汽车的兴趣增加,以及对便携式电子设备的日益依赖正在推动需要在所有尺度上改善能量储存,从iPod nano上对整个电网。我们所从事的研究与调查的新一代锂离子电池相关材料科学与界面化学。当前一代电池通过与使用高度易燃的有机电解质的相关联的安全问题的困扰。我们研究的一个方面是开发使用新的基于有机硅的电解质安全的电池。第二个方面涉及在具有存储了近10倍,每单位重量多的能量,今天的电池潜在的新的阳极和阴极材料的研究。这些项目涉及材料科学,界面化学,电化学和一个复杂的相互作用,并在合作与产业合作伙伴,包括silatronix公司,在很大程度上进行。 (联合成立于2007年由RJH)和陶氏化学公司。

对于可再生能源的界面化学
这是该集团在研究中面积最大,有几个补充项目。可再生能源技术,如光伏能量转换,光催化,和电化学能量存储所有铰链上能控制电子的跨越接口的不同材料之间的转移。一个主要的努力是开发新的“超稳”表面化学在接口来控制化学选择性和电子传递性质。碳基材料(金刚石,碳纳米纤维)和金属氧化物半导体(二氧化钛,氧化锌,的SnO 2)玩,因为其固有的高稳定性和事实,即其半导体性能促进电荷分离特别重要的作用。由这些材料联接到可收获光或催化反应的分子,我们的目标是开发具有高度的功能的“智能”的材料。在我们自己的实验室,并通过合作,我们正在调查电子转移过程的时间尺度上飞秒动力学从秒。感兴趣的扩大区域是利用电化学和光化学方法来生产从便宜的和/或起始材料如二氧化碳富含能量的燃料。所有这些项目的铰链上的在表面上理解表面化学如何影响电荷转移过程的中心主题。

奖项和荣誉

朗缪尔讲师,美国化学学会 2016
物理科学steenbock教授 2014
威斯康星特聘教授 2014
奖胶体和表面化学,美国化学学会 2011
美达·韦尔奇奖,AVS科学技术学会 2009