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科学家发现碳纳米管薄膜新特性

本报讯 美国得州大学达拉斯分校的纳米技术团队和巴西合作者共同研究发现,碳纳米管薄膜在拉伸或均匀压缩时,可产生奇特的力学性能。这些意外但十分有用的性能可用于制作复合材料、人工肌肉、密封垫圈或传感器。该研究成果发表在4月25日出版的美国《科学》杂志上。 $$大多数材料在被拉往一个方向时,另一方向就会变薄,这类似于橡皮筋被伸展时的表现。不过,这种特别设计的被称为“巴基纸”的碳纳米管在伸展时可增加宽度,在均匀压缩时长度和宽度均可增加。 $$普通材料在拉伸时会横向收缩,这种现象可通过泊松比来量化。泊松比是指材料受挤压或拉伸时的膨胀率或收缩率,也叫横向变性系数。两千年来,人们其实一直在以酒瓶软木塞的形式使用泊松比。具有近于零但为正值泊松比的软木塞较难插入但很容易拔出,反之...  (本文共1页) 阅读全文>>

权威出处: 科技日报2008-04-30
《大众科技》2008年05期
大众科技

科学家发现碳纳米管薄膜新特性

美国得州大学达拉斯分校的纳米技术团队和巴西合作者共同研究发现,碳纳米管薄膜在拉伸或均匀压缩时,可产生奇特的力学性能。这些意外但十分有用的性能可用于制作复合材料、人工肌肉、密封垫圈或传感器。该研究成果发表在近期出版的美国《科学》杂志上。大多数材料在被拉往一个方向时,另一方向就会变薄,这类似于橡皮筋被伸展时的表现。不过,这种特别设计的被称为“巴基纸”的碳纳米管在伸展时可增加宽度,在均匀压缩时长度和宽度均可增加。普通材料在拉伸时会横向收缩,这种现象可通过泊松比来量化。泊松比是指材料受挤压或拉伸时的膨胀率或收缩率,也叫横向变性系数。两千年来,人们其实一直在以酒瓶软木塞的形式使用泊松比。具有近于零但为正值泊松比的软木塞较难插入但很容易拔出,反之亦然。通过使用一种制造普通书写纸的古老方法——将纤维稀浆干燥化,得州大学达拉斯...  (本文共2页) 阅读全文>>

《燕山大学学报》2017年02期
燕山大学学报

全碳纳米管薄膜宏观电子器件的研究进展

0引言近20年以来,基于大面积薄膜材料的宏观电子器件研究取得了长足的发展,在有源矩阵液晶显示器件、柔性电子器件、薄膜储能器件、环境可降解器件等领域展现出广泛的应用前景,成为最有希望对人类生活方式产生根本性影响的研究领域之一[1-4]。从整个领域的发展目标来看,宏观电子学与人们更为熟悉的微电子学互为补充,但存在概念性差异:微电子学引领人类进入“芯片上的系统”时代,追求越来越小的器件尺寸和大规模集成,在数个cm2的芯片上进行高速逻辑运算,从而实现丰富的功能;宏观电子学则面向大面积器件应用领域,其器件单元处于介观尺度(微米级别),并且在总面积高达数百cm2(如液晶显示器)甚至是数个m2(如太阳能电池阵列)的尺度上对体系的各个组元进行控制。宏观电子学所要解决的关键问题是探索合适的材料体系,使器件性能满足应用需要,并在此基础上发展大规模、低成本、高可靠性的制备技术。薄膜场效应晶体管(Thin-film transistor,TFT)是最具...  (本文共14页) 阅读全文>>

《物理学报》2016年09期
物理学报

碳纳米管薄膜场蒸发效应

1引言自1991年日本NEC的Iijima观察到碳纳米管以来[1],因其特殊的拓扑结构[2,3]和优异的力学[4]、电学[5]、光学[6,7]、热学[8]及生化性能[9],使得碳纳米管在微纳机电系统等领域有着非常广阔的应用前景,如:气体传感器[10 12]、场电离源[13 16],电极材料[17,18]、储氢材料[19 21]、场发射显示器[22 24]、行波管[25]、场效应管[26,27]、纳电子逻辑器件[28 30]等.特别是在气体传感器及场电离离子源方面的应用成为近年来国外研究的热点.无论是场蒸发还是场电离都属于强电场离子发射(场离子发射)的范畴,所谓场离子发射是指在强电场(发射极加正电位、收集极加负电位时,在发射极表面形成的电场,一般场强需要大于10 V/nm)作用下,将发射体表层的分子或是原子解离成离子的一种发射机理[31,32].按照被解离的分子或原子与发射体材料间相互作用类型的不同,场离子发射可分为场电离、场解吸...  (本文共9页) 阅读全文>>

《材料热处理学报》2013年07期
材料热处理学报

定向碳纳米管薄膜的制备及可控浸润性

浸润性是材料表面常见的一类界面现象和重要特征。近年来,超疏水(Super-hydrophobic)表面引起了人们的普遍关注。所谓超疏水表面一般是指与水的接触角大于150°的表面[1],它在工农业生产和日常生活中有着极其广泛的应用,还在微流体[2-5]、生物医学[6-7]以及新型减阻材料[8-9]等领域存在巨大的应用前景。随着超疏水理论研究的发展,人们逐渐认识到材料表面的浸润性能是由表面的化学组成和微观几何结构共同决定的,与表面化学组成对浸润性的影响相比,表面微观结构显得更加重要[10-11]。在光滑表面上仅采用化学方法调节表面自由能,通常仅能使接触角增加到120°[12],而不能再高。因此,要达到更高接触角,就必须考虑在疏水表面上构建微细结构。随着对自然界中自清洁现象和浸润性可控表面的深入研究,制备无污染、自清洁表面的梦想成为现实。由于碳纳米管具有独特的物理和化学性质,使得其在氢气和其他气体的存贮、催化剂载体、锂离子电池、平板显...  (本文共4页) 阅读全文>>

《润滑与密封》2012年01期
润滑与密封

碳纳米管薄膜的制备及其超疏水性研究

近几年来,超疏水表面在自清洁材料[1]、微流体减阻[2-3]和生物医用材料[4]等领域的广泛应用价值吸引了众多研究人员的关注。碳纳米管(CNTs)薄膜由于其特殊的结构和微观尺度下潜在的应用价值,在这些领域内也得到了越来越广泛的研究。Ebbesen等[5]对无序碳纳米管材料的浸润性进行了详细研究,发现其很容易被水润湿。翟锦等人[6]用高温裂解酞菁金属络合物方法制备了定向碳纳米管薄膜,经氟化以后表现出超双疏的性质,这一发现为无氟超疏水表面材料的研究提供了新的思路。Sun等[7]又报道了通过化学气相沉积法(CVD)在阵列硅模板表面沉积出三维各向异性的定向碳纳米管,发现随着硅模板柱状阵列间隙的减小,沉积出来的碳纳米管薄膜表现为先亲水,再疏水,后又亲水的特性,这一成果开创了材料表面润湿性能的可控研究。王志刚等[8]在溶液中用一步法完成了碳纳米管的沉积和烷基化,虽然碳纳米管成非定向分布,但由于烷基的作用,仍能表现为超疏水的特性,其与水滴的接...  (本文共4页) 阅读全文>>

《有色金属科学与工程》2012年03期
有色金属科学与工程

碳纳米管薄膜的制备及其性能的研究

0引言碳纳米管[1]具有特异的物理和化学性能,是由石墨层片卷曲后形成的无缝管,在范德华力作用下可形成2种不同的晶体结构:单壁碳纳米管(图1(a))和多壁碳纳米管(图1(b)).利用碳纳米管优异的性能,可以制备碳纳米管薄膜材料[2-15].目前制备碳纳米管薄膜的方法有很多,主要有化学气相沉积法[16]、电泳沉积法、电弧放电法、浇铸法、层-层吸附自组装法、电化学沉积法、自组装成膜法[17-18]、浸渍涂布法、改性表面吸附法、过滤-转移法和LB技术等方法[3,7,10].但是这些方法在制备过程中需要高温作用、表面活性剂、催化剂,设备昂贵,制备过程较为复杂.本文采用喷涂和旋涂相结合的方法,在优化工艺参数的条件下,可以制备出透明导电碳纳米管薄膜,成本低廉,制备工艺简洁,为其在场发射器件、透明导电薄膜、电磁屏蔽材料等方面的应用提供了有效的理论依据.1实验部分1.1碳纳米管溶液的制备取20 mg碳纳米管[19],溶于100 mL无水乙醇中,在...  (本文共6页) 阅读全文>>