如何利用碳納米管制備得到納米帶?
作者:中國(guó)科學(xué)院成都有機(jī)化學(xué)有限公司 來(lái)源:http://www.sikpqwc.cn 日期:2015-06-29 23:02:14
由美國(guó)萊斯大學(xué)(Rice University)的材料學(xué)家Pulickel Ajayan領(lǐng)導(dǎo)的研究小組發(fā)現(xiàn),將碳納米管接上羧基和羥基后,充分研磨即可得到納米帶。這一發(fā)現(xiàn)將幫助我們制備得到很多具有特定性能的納米結(jié)構(gòu)產(chǎn)物。
圖片來(lái)源:Mohamad Kabbani/Rice University
美國(guó)萊斯大學(xué)日前發(fā)明了一種非常簡(jiǎn)單的方法利用碳納米管制備石墨烯納米帶,即通過(guò)研磨。
萊斯大學(xué)的材料學(xué)家Pulickel Ajayan說(shuō):此方法即是將兩種不同類(lèi)型的化學(xué)修飾碳納米管混合。在研磨時(shí),它們相互接觸,從而發(fā)生反應(yīng)并分開(kāi),目前此方法常用于化學(xué)溶液中。
Ajayan說(shuō)道,這個(gè)過(guò)程仍然還是一個(gè)將分子附著在納米管上的化學(xué)反應(yīng),即功能化。有趣的是,這個(gè)類(lèi)似于研磨的簡(jiǎn)單過(guò)程可以提供固體納米結(jié)構(gòu)之間的強(qiáng)化學(xué)耦合,并得到許多具有特定功能的新型納米結(jié)構(gòu)產(chǎn)物。
在溶液中很容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng),而本項(xiàng)工作是在固態(tài)條件下進(jìn)行的,那么問(wèn)題來(lái)了,如果我們可以用碳納米管作為模板,將其功能化并在合適條件下發(fā)生反應(yīng),那么這些大量的納米結(jié)構(gòu)和化學(xué)官能團(tuán)(chemical functional groups)反應(yīng)可以得到什么?
通過(guò)此過(guò)程,可以發(fā)生新型化學(xué)反應(yīng)并得到新型產(chǎn)物。Mohamad Kabbani是萊斯大學(xué)的一名研究生,也是本文的第一作者,他表示:利用不同納米體系的不用特性,我們可以促進(jìn)納米材料研發(fā)的革命性變化。
高導(dǎo)電的石墨烯納米帶,尺寸比頭發(fā)還細(xì)上幾千倍,在復(fù)合材料市場(chǎng)上很受歡迎。納米帶大大提高了材料的電子特性以及強(qiáng)度。
印度欽奈理工學(xué)院(Indian Institute of Technology Chennai)的一名化學(xué)系教授Thalappil Pradeep(本研究論文的合著者)說(shuō)道:通過(guò)機(jī)械-化學(xué)轉(zhuǎn)換的方式控制這種結(jié)構(gòu)將是開(kāi)發(fā)新應(yīng)用領(lǐng)域的關(guān)鍵,這種軟化學(xué)方法在很多情況下都會(huì)發(fā)生,幫助我們更好地理解材料加工過(guò)程。
在試驗(yàn)中,研究人員制備了兩組多壁碳納米管,一種被羧基修飾而另一種被羥基修飾。當(dāng)將其放在研缽中使用研杵研磨20分鐘以上時(shí),這些化學(xué)添加劑相互發(fā)生反應(yīng),使得碳納米管變成納米帶,此過(guò)程中還產(chǎn)生了一種副產(chǎn)品水。
Ajayan表示:這種偶然的發(fā)現(xiàn)無(wú)疑是令人興奮的,它將引領(lǐng)我們進(jìn)一步系統(tǒng)地研究固態(tài)時(shí)碳納米管的相互反應(yīng),我們還將從頭進(jìn)行理論計(jì)算和建模研究。
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