碳納米管

分層多孔納米碳組件的 3D 微結(jié)構(gòu)、孔模態(tài)和化學(xué)功能的工程化新方法是開發(fā)下一代功能性氣凝膠和膜材料的關(guān)鍵。最近，利茲大學(xué)Robert Menzel教授團(tuán)隊(duì)通過碳納米管（CNT）的界面驅(qū)動(dòng)組裝用來(lái)制造具有高度受控內(nèi)部結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)定向氣凝膠，由偽單層CNT微籠組成。CNT Pickering 乳液能夠在根本不同的長(zhǎng)度尺度上進(jìn)行工程設(shè)計(jì)，從而分別通過 CNT 類型、CNT 數(shù)密度和過程能量來(lái)分離和單獨(dú)控制微孔率、中孔率和大孔率。 此外，金屬納米催化劑（Cu、Pd 和 Ru）通過優(yōu)雅的升華和沖擊分解方法嵌…

隨著集成電路的發(fā)展，摩爾定律逐漸失效，尋求硅以外的替換材料成為了整個(gè)信息產(chǎn)業(yè)的一大方向，其中碳納米管就是一個(gè)十分有潛力的競(jìng)爭(zhēng)者。但是國(guó)外的科研人員在采用傳統(tǒng)的摻雜工藝制備碳納米管晶體管的過程中遇到了極大的困難，即使是全球半導(dǎo)體領(lǐng)先廠商Intel公司也在2005年發(fā)表論文稱，想要制備出性能超越硅基n型晶體管的碳納米管器件是不可能的。 我國(guó)從2000年就開始了針對(duì)碳基電子學(xué)的研究工作。2007年，北京大學(xué)彭練矛院士、張志勇教授團(tuán)隊(duì)就提出了非摻雜制備碳納米管CMOS器件的方法，制備出了第一個(gè)性能超過同…

超強(qiáng)超韌和超耐疲勞性能的材料在航空航天、軍事裝備、防彈衣、大型橋梁、運(yùn)動(dòng)器材、人造肌肉等眾多領(lǐng)域都面臨巨大的需求。碳納米管是典型的一維納米材料，也是目前已知的力學(xué)強(qiáng)度最高和韌性最好的材料，其宏觀強(qiáng)度和韌性均比目前廣泛使用的碳纖維和芳綸等材料高出一個(gè)數(shù)量級(jí)以上。然而，由于其小尺寸特性以及難以被測(cè)試的特點(diǎn)，單根碳納米管的疲勞行為以及疲勞破壞機(jī)制研究是該領(lǐng)域長(zhǎng)期未能搞清楚的難題。由于疲勞可以在應(yīng)力水平遠(yuǎn)低于靜態(tài)斷裂強(qiáng)度的情況下發(fā)生，探究疲勞行為和潛在的破壞機(jī)制對(duì)于新材料的應(yīng)用和長(zhǎng)期可靠性評(píng)估具有重要意…

模擬神經(jīng)元的感應(yīng)模式將多種刺激（如應(yīng)力、溫度、濕度等）轉(zhuǎn)化為電信號(hào)輸出，是柔性傳感器、可穿戴電子器件、人機(jī)交互和智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的核心部件。智能化工是新一代化學(xué)工業(yè)革命的主要推動(dòng)力，從傳統(tǒng)的數(shù)字化生產(chǎn)走向智能化制造已經(jīng)成為不可逆轉(zhuǎn)的工業(yè)發(fā)展方向，它可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程中設(shè)備之間良好的信息交換，使各環(huán)節(jié)密切合作，保證產(chǎn)品質(zhì)量，優(yōu)化生產(chǎn)工藝，最大限度地減少產(chǎn)品的缺陷率。目前，基于數(shù)字化處理的在線檢測(cè)系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于智能化工生產(chǎn)。然而，它仍是一個(gè)被動(dòng)的監(jiān)控系統(tǒng)致使信息傳輸滯后且需要巨大的財(cái)力、物力、人力投入，…

一種在三維碳納米管（3D-CNT）支架上鍍金屬納米粒子來(lái)制備柔性輕質(zhì)彈性導(dǎo)體的新方法。 成果簡(jiǎn)介 開發(fā)用于各種可穿戴應(yīng)用的柔性和導(dǎo)電材料很重要，而金屬泡沫由于其壁厚，剛性和缺乏彈性而很少使用。本文，基于碳納米管（CNT）的彈性三維支架（泡沫），開發(fā)具有超高孔隙率，彈性和堅(jiān)固性的輕質(zhì)金屬泡沫的方法。通過將Pt顆粒沉積到CNT泡沫的內(nèi)表面上，然后涂覆聚二甲基硅氧烷進(jìn)行穩(wěn)定來(lái)實(shí)現(xiàn)的。從幾個(gè)Sm–1的原始CNT泡沫提高電導(dǎo)率到超過100Sm–1的電導(dǎo)率，壓縮至70％時(shí)，低電阻得以完美維持。改進(jìn)的彈性穩(wěn)定…

碳納米管具有良好的導(dǎo)電性、柔性、穩(wěn)定性以及輕質(zhì)等特點(diǎn)，是一種極具潛力的柔性可穿戴式電子材料。如今，人們已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了碳納米管粉體的低成本、大批量制備，如果能將其制備成碳納米管墨水的形式，那就可以通過打印、印染等方式實(shí)現(xiàn)碳納米管基柔性電路的規(guī)?；苽洹Ｈ欢?，碳納米管墨水的開發(fā)依然面臨如下核心挑戰(zhàn)： 一、碳納米管難以在水中實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定分散，通常需要加入表面活性劑，而后者具有潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)并且會(huì)影響碳納米管的導(dǎo)電性； 二、迄今為止，碳納米管的生物安全性尚未明確，其潛在的毒性問題限制了其在可穿戴系統(tǒng)中的應(yīng)用。 …

柔性電子器件在健康監(jiān)測(cè)、傳感皮膚、植入式器件等領(lǐng)域發(fā)揮著不可忽視的作用，其中，水凝膠由于其生物相容性、柔韌性以及人體組織般的機(jī)械性能而被認(rèn)為是一種有吸引力的候選材料。通過整合導(dǎo)電填料，如碳納米管（CNT）、石墨烯、金屬納米線和導(dǎo)電聚合物，這些水凝膠可以被賦予更好的電性能。 此外，為了很好地匹配皮膚和設(shè)備之間的相互作用，這些導(dǎo)電水凝膠中的一些還通過添加天然和合成粘合劑而具有粘合性能。盡管取得了許多進(jìn)展，這些水凝膠由于其脆弱的性質(zhì)，在保持良好的穩(wěn)定性方面仍然面臨著巨大的挑戰(zhàn)。在實(shí)際應(yīng)用中，不受控制的…

具有亞納米孔徑的合成膜是分離水中溶質(zhì)過程的核心，如水的凈化和脫鹽。雖然這些膜工藝已經(jīng)取得了巨大的工業(yè)成功，但最先進(jìn)的膜選擇性地從混合溶劑中分離單一溶質(zhì)的能力是有限的。這種高精度的分離將提高當(dāng)前水處理過程的可持續(xù)性，并為膜技術(shù)的新應(yīng)用打開大門。耶魯大學(xué)的Menachem Elimelech近期在Nature Nanotechnology上刊文，為設(shè)計(jì)新一代受離子選擇性生物通道啟發(fā)的單物種選擇性膜的設(shè)計(jì)提供原則和指南。 作者綜合實(shí)驗(yàn)和理論證據(jù)，為可選擇單一溶質(zhì)的新型亞納米孔合成膜的設(shè)計(jì)提供了一個(gè)框架…

本文通過一種簡(jiǎn)便的原位水熱法和冷凍干燥方法，開發(fā)制備出一種新型的碳納米管/還原型氧化石墨烯氣凝膠吸波材料。該氣凝膠具有極低的密度，并在18–26.5 GHz頻率范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了極強(qiáng)的介電損耗能力。強(qiáng)吸收、寬吸收頻帶，輕薄的性能使得CNT/石墨烯氣凝膠在電磁波吸收材料中具有很好的應(yīng)用前景。 近年來(lái)，由于電子行業(yè)及無(wú)線電通信技術(shù)的飛速發(fā)展，電磁輻射對(duì)人體健康和環(huán)境的影響比以往增加了很多。為了減少電磁污染，電磁波吸收材料受到越來(lái)越多的關(guān)注，這種材料可以通過它們的固有的磁性和介電損耗去衰減電磁能量將其轉(zhuǎn)化為…

近年來(lái)，超疏水表面在基礎(chǔ)研究中引起了廣泛的關(guān)注，呈現(xiàn)出許多潛在的應(yīng)用價(jià)值，如防水、防粘、防污涂層，自清潔表面，吸附和油水分離等。超疏水表面的構(gòu)建一般是通過調(diào)控接觸表面的化學(xué)組成和微觀結(jié)構(gòu)兩種方式協(xié)同實(shí)現(xiàn)。 而碳材料由于具備好的化學(xué)穩(wěn)定性和高的力學(xué)強(qiáng)度受到人們的廣泛青睞，進(jìn)行了許多關(guān)于超疏水表面的研究。如利用1D碳納米管構(gòu)建縱向陣列結(jié)構(gòu)形成超疏水涂層，利用2D的石墨烯性制備疏水泡沫以及利用石墨炔構(gòu)建納米壁增加表面的疏水性等。這些工作都是通過結(jié)構(gòu)的改變構(gòu)建超疏水的表面，但是未改性的表面使其很難實(shí)現(xiàn)超…