纳米技术涌动未来——极其微小的工艺，革命性的效应

技术引擎：碳纳米管碳纳米管碳纳米管的强度远远超过钢铁,并且拥有极好的导热与导电性,正因如此,其未来的应用涉及面极广,从CPU到电池,再到散热片等。碳纳米管是一种由单层碳原子构成的分子,其中的单壁碳纳米管直径只有1/10×10~(-8)～1/30×10~(-8)m,若将其放大后观察,人们会发现它看起来就像一卷铁丝网。碳纳米管有着不可思议的强度与韧性,重量却极轻、导电性极强,兼有金属和半导体的性能；把纳米管组合起来,比同体积的钢强度高100倍,重量却只有1/6。     

多壁碳纳米管吸附鸟嘌呤的研究

用丝网印刷的方法在叉指电极上制备多壁碳纳米管膜,对碳纳米管吸附鸟嘌呤的电学性质进行了测试,对碳纳米管吸附鸟嘌呤的机理进行了初步分析。碳纳米管膜在吸附鸟嘌呤后电阻明显增大,用混酸修饰过的碳纳米管膜更敏感。其敏感率随着鸟嘌呤浓度的增大而增大。该膜在不同电流范围下性能基本稳定。这说明碳纳米管有望作为DNA传感器。     

分子动力学模拟聚乙烯在碳纳米管表面的扩散

通过采用分子动力学方法模拟不同链长的聚乙烯分子在单壁碳纳米管表面的扩散,探究了聚乙烯的动力学性质。研究表明随着链长的增加聚乙烯在碳纳米管表面的扩散系数减小,且二者间存在明显的标度关系。聚乙烯在碳纳米管表面扩散的扩散系数和聚乙烯吸附在碳纳米管表面的构象有关,有序结构的聚乙烯比无序结构的聚乙烯在碳纳米管表面扩散的快。此外,由于受到碳纳米管吸附作用的影响,聚乙烯分子在平行于管轴和垂直于管轴2个方向上的扩散系数不同,扩散表现各向异性。     

基于SEM图像的碳纳米管薄膜均匀性表征方法研究

将多壁碳纳米管综合了超声处理和高速离心等分散工艺单分散后,采用喷射吸滤法制备碳纳米管薄膜,并研究超声时间对薄膜分布均匀性的影响.基于多重分形理论和SEM图像分析多壁碳纳米管薄膜的形态学特征.碳纳米管薄膜的分布均匀性主要取决于多重分形谱宽度Δa和最大、最小概率子集维数的差别ΔF等分形参数.多重分形分析弥补了传统的表面评价和统计分析的不足.该碳纳米管薄膜均匀性表征方法将为碳纳米管薄膜的制备提供指导.     

吸附甘氨酸对多壁碳纳米管电性能的影响

以磁控贱射的方法在玻璃基底上制作叉指银电极,用丝网印刷技术制备碳纳米管膜。室温下测试吸附甘氨酸前后碳纳米管膜伏安特性和电阻率的变化,发现吸附了甘氨酸后碳纳米管的导电能力增加,且增加的幅度与甘氨酸的浓度有关。实验结果预示:碳纳米管是一种良好的室温下检测甘氨酸的敏感材料。对碳纳米管吸附甘氨酸前后电性能的变化机理进行了初步的探讨。     

克服障碍碳纳米管与金属纳米导线成功结合

美国罗斯塞拉（Rensselaer）工学院研究人员表示，他们找到了一种能将碳纳米管和金属导线相结合连接的新工艺，并用它研制出结合了碳纳米管和金属纳米导线最佳特性的纳米导线。新工艺有望帮助人们克服碳纳米管在计算机芯片、传感器和许多其他电子设备应用方面存在的主要障碍。此研究成果报告刊登在最新出版的《应用物理快报》上。     

基于碳纳米管的电化学生物传感

碳纳米管以其独特的物理化学性能和纳米尺寸效应受到人们的广泛关注。将碳纳米管作为电极材料应用于电分析化学研究始于1996年,Bfitto等将碳纳米管与溴仿（或矿物油等）混合填充于玻璃毛细管中形成电极,研究了多巴胺等的电催化伏安行为,证实碳纳米管可加速在界面上的电子转移过程。这一特性引起了其在电化学传感器和生物电化学研究中的关注,基于碳纳米管的电化学生物传感器的研究取得了快速进展。     

基于碳纳米管修饰丝网印刷碳糊电极的葡萄糖和尿酸生物传感器

在丝网印刷碳糊电极上利用吸附法固定葡萄糖氧化酶或尿酸酶,并用碳纳米管进行修饰,铁氰化钾作为电子传递剂,制作用于测量人体血浆中葡萄糖和尿酸浓度的生物传感器.葡萄糖传感器的响应时间仅为5 s,响应电流范围为1.2～30μA,线性测量范围为1～33.3 mM,尿酸传感器响应时间为和电流范围分别为50 s,0.7～14μA,线形测量范围是2～20 mg/dL.用碳纳米管修饰酶电极,改善了电极表面条件,加快了电极反应速度,并提高了传感器的灵敏度.通过碳纳米管修饰电极,葡萄糖传感器的灵敏度从0.333 8μA/mM提高到0.843 2μA/mM,尿酸传感器的灵敏度从0.402 8μA/(mg/dL)提高到0.713 8μA/(mg/dL).     

分子模拟在碳纳米管研究中的应用

碳纳米管作为一种新型材料,是目前科研的热点,分子模拟在其中已经得到了广泛应用,并对碳纳米管的应用具有较好的指导意义。本文介绍了近几年国内外应用分子模拟技术辅助碳纳米管研究的部分工作,主要包括碳纳米管力学性能和电学性能的模拟、碳纳米管储气能力和反应性能的研究,以及在聚合物／碳纳米管复合材料中的应用等。     

新型碳纳米管气敏传感器的研究进展

该文综述了新型的单壁碳纳米管SWNT、多壁碳纳米管MWNT、多壁碳纳米管阵列气敏传感器的制备、结构特点、气敏性能和未来的发展方向。     

新型电化学CO气体传感器的研制

研制了一种用于测定CO的新型电化学式气体传感器,即把多壁碳纳米管自组装到铂微电极上,制备多壁碳纳米管粉末微电极,其电极在氧化过电位为+700mV时,对CO具有显著的电化学催化效应。以其电极为工作电极,Ag/AgCl为参比电极,Pt丝为对比电极,多孔聚四氟乙烯膜作为透气膜制成传感器。其传感器响应时间短、重复性好,能用于环境监测和控制。     

核黄素在碳纳米管修饰电极上的电化学行为

制成了碳纳米管(CNT)和碳纳米管复合β-环糊精(p-CD)修饰电极,用循环伏安(CV)和差分脉冲伏安法(DPV)对核黄素(RF)的电化学行为进行了研究.实现了核黄素在不同pH的溶液中的氧化还原机理的探讨及其定量测定,线性范围5.0×10-7～2.5×10-6mol/L,相关系数r=0.998 5,检测限为3.0×10-7mol/L.实验表明碳纳米管对核黄素的氧化还原有电催化作用,主要是由于碳纳米管的一维管状结构及独特的电子特性促进了电子的传递.β-CD的加入对RF电位没有影响,但增大了峰电流,可能是因为环糊精复合碳纳米管修饰电极的界面体现了新颖的建筑层-碳纳米管集合体大的孔隙充填小孔的环糊精,发挥了碳纳米管和环糊精的双重功能.     

基于碳纳米管阴极的多光束 X 射线源技术

以碳纳米管材料作为场致发射电子源的 X 射线源是近几年国际上的研究前沿。相比传统热电子发射 X 射线源而 言,碳纳米管 X 射线源具有结构紧凑、高时间分辨、可编程发射等优势。面向静态扫描成像系统的多光束 X 射线源是 碳纳米管 X 射线源的重要发展方向之一。文章将介绍基于碳纳米管阴极的多光束 X 射线源技术。     

碳纳米管传感器在危化品检测方面的研究进展

危化品（尤其化学战剂的毒害品）的痕量检测备受关注,碳纳米管传感器是利用碳纳米管的独特结构、电子、界面、场致诱导效应、声学和力学等性能而构建的一类新型敏感检测元件,在不同种类的危化品检测方面有很好的应用前景。该文总结了碳纳米管与传感器有关的物化性质,综述了碳纳米管传感器的工作原理、特点及在危化品检测方面的研究现状,分析了...     

定向阵列碳纳米管在化学和生物传感器中的应用

定向阵列碳纳米管(ACNTs)作为一种新型的有序碳类材料,相比无序碳纳米管有更大的比表面积和促进电子的传递,因此能进一步提高其作为传感器的灵敏度.该文综述了定向阵列碳纳米管的制备方法和基于定向阵列碳纳米管的化学和生物传感器研究进展.     

基于碳纳米管场发射的压力传感器仿真与设计

碳纳米管是场发射阴极的极佳材料.基于碳纳米管和金属铜的复合电镀技术,采用有限元软件对压力传感器的碳纳米管布设进行了有限元仿真,使用模拟退火算法对阳极变形膜的尺寸进行了优化,并设计了实现压力传感器的工艺过程.碳纳米管的管径在不影响电镀质量的情况下可尽量小,选取的长度不影响直立,间距在500 nm时可获得最大电流.阳极膜的...     

碳纳米管修饰电极的制备及其电化学敏感性研究

介绍了一种碳纳米管修饰电极的制备工艺,并对其电化学敏感性进行测试和分析.该工艺辅助聚合物聚酰亚胺,利用机械球磨、可控刻蚀等工艺,实现了碳纳米管的均一分布,露出碳纳米管的断口和缺陷.在玻碳电极上涂覆碳纳米管/聚酰亚胺复合膜,结合扫描电子显微镜观察,得到了可控、均一、稳定的电极界面.利用循环伏安法对电极进行性能测试,讨论了...     

羟基--碳纳米管气体传感器气敏性的仿真研究

采用羟基修饰后的碳纳米管作为气体传感器的气敏材料,会使其响应灵敏度提高。利用密度泛函理论研究了两种气体分子（ Cl2和H2 S）在本征单壁碳纳米管（ SWCNT）和羟基修饰过的单壁碳纳米管（ SWCNT—OH）上的吸附。分析其态密度图,并尝试改变气体分子在碳纳米管上的吸附位置与方向,从吸附能的大小、电荷转移量的多少、吸附距离的远近上,为本征SWCNT,SWCNT—OH的气敏性和两种气体在碳纳米管上的最佳吸附位置姿态提供对比与理论分析。     

纳米管集成电路

碳纳米管的发现预示了科学发现新时代的到来,其中包括发展超敏感炸弹探测器和超快速计算机存储芯片,但是迄今为止,找到一种将纳米材料组合到工作纳米电子系统中的方法却屡受挫折.美国加州大学伯克利分校和斯坦福大学的研究人员已首创了在设计中成功组合碳纳米管的工作集成硅电路,这是纳米科学和纳米工程领域中的一座重要里程碑.     

碳纳米管掺杂WO_3气敏元件敏感特性的研究

研究以碳纳米管(CNT)为掺杂剂制备的CNT-WO3旁热式气敏元件。采用球磨、超声分散的方法对碳纳米管进行分散处理,溶胶—凝胶方法制备WO3微粉,用SEM观察了WO3气敏材料的显微结构,测试了元件对丙酮的气敏性能。结果表明:碳纳米管存在于平均粒径为30~50 nm的WO3晶粒间,从而增加了材料的气孔率。碳纳米管掺杂元件对丙酮的灵敏度远高于纯WO3元件,质量分数为0.4%的掺杂量对丙酮有最高灵敏度,具有能检测低体积分数丙酮气体、选择性好的优点,特别是掺杂碳纳米管明显提高了WO3元件的响应速度。