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中國納米電纜研制取得重要進(jìn)展
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2022-03-19 15:29:40
國科技大學(xué)俞書宏教授先進(jìn)的合肥微尺度物質(zhì)科學(xué)國家實(shí)驗(yàn)室（籌）納米材料與化學(xué)研究部在中國科學(xué)院"引進(jìn)國外杰出人才"計劃、國家杰出青年基金、國家基金委優(yōu)秀創(chuàng)新群體、國家自然科學(xué)基金等的大力支持下,繼在生物模擬礦化與仿生合成特殊無機(jī)納米結(jié)構(gòu)材料方面取得重要進(jìn)展之后，很近在同軸納米電纜和納米管的低溫化學(xué)合成方面又獲得一系列新進(jìn)展。
同軸納米電纜和復(fù)合納米管是一種新型納米結(jié)構(gòu)材料,有關(guān)其合成方法的探索一直倍受關(guān)注。以往的合成路線往往需要極其苛刻的條件如高溫、激光、碳熱還原等條件，尋求經(jīng)濟(jì)、溫和、操作簡便的溶液合成方法是該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
該研究部的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種運(yùn)用溶液方法在銀離子催化作用下聚乙烯醇(PVA)鏈的交聯(lián)現(xiàn)象，并成功將其發(fā)展成為一種大量合成柔軟的銀/PVA納米電纜的方法，并提出了一種軟-硬模板協(xié)同生長的新機(jī)制，認(rèn)為PVA對銀納米線的穩(wěn)定效應(yīng)和交聯(lián)PVA與其鍵聯(lián)的二者協(xié)同作用導(dǎo)致了納米電纜的形成。論文受到美國化學(xué)會J.Am.Chem.Soc.審稿人的高度評價："這是一個極其重要和出色的研究工作，作者描述了在銀離子催化作用下PVA鏈的交聯(lián)水熱反應(yīng)方法一步大量合成柔軟銀/PVA納米電纜的方法，所獲得的電纜式納米結(jié)構(gòu)不尋常且對材料化學(xué)和線型聚合物的交聯(lián)具有重要的參考價值。所獲得的納米電纜的外殼層厚度可控并且長度很長，真正為合成納米電纜結(jié)構(gòu)材料提供了一條有前途的合成路徑。該研究對不同領(lǐng)域的讀者都是有趣的并有可能在導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料和納米技術(shù)方面有潛在的應(yīng)用價值;研究結(jié)果發(fā)表在很近一期國際著名化學(xué)期刊J.m.Chem.Soc.2005，127，2822-2823上。俞書宏教授先進(jìn)的小組還進(jìn)一步將該技術(shù)發(fā)展成為一種普適的大量合成多種金屬/聚合物納米電纜的方法，相關(guān)一系列的工作正在深入研究中。
該課題組還以價廉的淀粉、糖類碳水化合物等碳源為原料,提出了在貴金屬鹽存在的條件下水熱碳化共還原法并成功實(shí)現(xiàn)了的淀粉和糖類的快速碳化，獲得了多種結(jié)構(gòu)特別的金屬/碳復(fù)合納米結(jié)構(gòu)材料，與傳統(tǒng)的高溫和真空方法相比，該研究實(shí)現(xiàn)了溫和條件下"一天內(nèi)碳化"，對今后獲得多種與碳材料相關(guān)的納米材料及其功能化有著重要的意義。該工作被AdvancedMaterials審稿人評為："這是一篇極其重要而突出的研究之一，作者描述了水熱碳化共還原法成功合成了多種具有不尋常的金屬/碳復(fù)合納米結(jié)構(gòu)材料，如納米電纜、空心納米管、由納米顆粒點(diǎn)綴而成的碳納米管。該研究真正提供了一條普適的方法合成多種金屬/碳復(fù)合納米結(jié)構(gòu)材料，所采用的原料淀粉來源于自然且價廉，合成過程也很簡單，因此該研究對于來自眾多領(lǐng)域的讀者來說都是非常有趣的"同時該研究預(yù)示了自然界中金屬催化煤及木炭的形成過程可能與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果有著密切的關(guān)系。該研究結(jié)果發(fā)表在國際著名期刊Adv.Mater.2004,16,1636-1640上。此外，運(yùn)用所合成的超長鉬酸銀納米棒/線為犧牲模板,通過簡單的常溫下控制四丁基硅的水解過程及原位形成硅酸銀,成功獲得超長Ag2SiO3/SiO2復(fù)合納米管并顯示出有趣的光學(xué)性質(zhì),該研究對運(yùn)用犧牲模板法合成其他復(fù)合材料納米管具有重要的參考價值。論文也發(fā)表在Adv.Mater.2004,16,1109-1112上。
這些研究結(jié)果表明，溫和的化學(xué)溶液合成路線為新型納米結(jié)構(gòu)材料的制備及合理設(shè)計提供了一條嶄新的思路，這些結(jié)構(gòu)特別的新型納米結(jié)構(gòu)材料必將在相關(guān)領(lǐng)域獲得重要的應(yīng)用。
文章來源：儀表網(wǎng)
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