中國(guó)粉體網(wǎng)訊 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。
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。
圖片說(shuō)明：萊斯大學(xué)的研究生Mohamad Kabbani使用研缽和研杵研磨碳納米管，隨著被研磨的碳納米管逐漸靠近，它們發(fā)生化學(xué)反應(yīng)從而產(chǎn)生石墨烯納米帶。
在參與此項(xiàng)研究的萊斯大學(xué)，印度理工學(xué)院和貝魯特美國(guó)大學(xué)（American University in Beirut）的實(shí)驗(yàn)室，這些實(shí)驗(yàn)得以在不同的條件下不斷重復(fù)。這些環(huán)境包括標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境、真空、戶外和不同的濕度、溫度、時(shí)間以及季節(jié)。
已在三大洲開(kāi)展了合作的研究者們?nèi)耘f無(wú)法精確地獲悉納米尺度下發(fā)生了什么。Kabbani表示：這是一個(gè)放熱反應(yīng)，所以能量足以使納米管破碎成為帶狀，但是動(dòng)力學(xué)的細(xì)節(jié)很難監(jiān)測(cè)到。我們無(wú)法做到將兩支納米管在顯微鏡下磨碎并觀察這個(gè)過(guò)程，至少現(xiàn)在還做不到。
這種結(jié)果不言自明。
Ajayan說(shuō)道：我不知道為什么以前人們沒(méi)有發(fā)現(xiàn)此辦法，即可以通過(guò)納米結(jié)構(gòu)上的反應(yīng)物控制化學(xué)反應(yīng)。我們的工作僅僅是此方向的開(kāi)端，接下來(lái)我們還有好多工作要做。
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。
在參與此項(xiàng)研究的萊斯大學(xué)，印度理工學(xué)院和貝魯特美國(guó)大學(xué)（American University in Beirut）的實(shí)驗(yàn)室，這些實(shí)驗(yàn)得以在不同的條件下不斷重復(fù)。這些環(huán)境包括標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境、真空、戶外和不同的濕度、溫度、時(shí)間以及季節(jié)。
已在三大洲開(kāi)展了合作的研究者們?nèi)耘f無(wú)法精確地獲悉納米尺度下發(fā)生了什么。Kabbani表示：這是一個(gè)放熱反應(yīng)，所以能量足以使納米管破碎成為帶狀，但是動(dòng)力學(xué)的細(xì)節(jié)很難監(jiān)測(cè)到。我們無(wú)法做到將兩支納米管在顯微鏡下磨碎并觀察這個(gè)過(guò)程，至少現(xiàn)在還做不到。
這種結(jié)果不言自明。
Ajayan說(shuō)道：我不知道為什么以前人們沒(méi)有發(fā)現(xiàn)此辦法，即可以通過(guò)納米結(jié)構(gòu)上的反應(yīng)物控制化學(xué)反應(yīng)。我們的工作僅僅是此方向的開(kāi)端，接下來(lái)我們還有好多工作要做。
