原子力显微镜针尖的碳纳米管修饰

碳纳米管以其极小的曲率半径、良好的柔韧性和定位性等独特优势成为原子力显微镜针尖修饰的理想材料。文章评述了气相沉积法、化学缩合法等几种成功率较高的修饰技术及其应用。     

HOPG和云母基底上原子力显微镜的微操作研究

纳米级微操作技术是制造纳米电子器件的技术基础。本文以HOPG和云母为基底，利用原子力显微镜，对碳纳米管团簇进行微操作。由于基底不同，在微操作过程中呈现不同的现象。这为彬纳米机械装配技术的研究作出了有益探索。     

原子力显微镜AFM

一、AFM的发展 世界最新型原子力显微镜AFM(Atomic Force Micro-scope)是1986年由电子扫描隧道显微镜STM(ScamningTunneling Microscope)的发明者Binning试制成功的,1990年完成了实用化装置并开始投放市场,目前AFM在世界上的普及速度大大超过了STM。 其理由是STM不能测定绝缘材料,而AFM不但具有与STM同等高的分辨能力,还能直接测定包括绝缘材料在内的各种物质。由于STM能够逐个地识别原子,所以作为显微镜来说是划时代的,但是不能直接测定绝缘物质是它的最大缺点。使用STM测定绝缘物质时,必须     

碳纳米管原子力显微镜针尖及其在生物学研究中的应用

碳纳米管是制作原子力显微镜针尖的理想材料，这是由于碳纳米管具有很小的半径，较高的纵横比，高的柔软性能，独特的化学结构和确定的电子特性，运用碳纳米管针尖成功地获得了免疫球蛋白和单个蛋白分子等的高分辨率结构图像。     

基于纳米运动平台的原子力显微镜开发

采用一种无耦合、三轴精确定位的纳米运动平台作为扫描器,研制了一种新型原子力显微镜(AFM).该AFM有效消除了通常使用的单管式压电陶瓷扫描器扫描过程中运动耦合产生的两种结构误差--交叉耦合误差和扫描范围误差,极大提高了纳米测量及操作的精度.     

原子力显微镜

1　引　　言1986年 ,为了观察绝缘材料表面的原子图像 ,ＩＢＭ的Ｇ .Ｂｉｎｎｉｎｇ和斯坦福大学的Ｃ .Ｆ .Ｑｕａｔｅ、Ｃ .Ｇｅｒｂｅｒ合作 ,发明了原子力显微镜 (ＡｔｏｍｉｃＦｏｒｃｅＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ :ＡＦＭ )。当时 ,ＡＦＭ的横向分辨率达到2ｎｍ ,纵向分辨率达到 0 .0 1ｎｍ ,放大倍数高达 10 0万倍以上 ,而且ＡＦＭ对工作环境和样品制备的要求比电镜的低得多 ,因此立即得到了广泛的重视。最早的ＡＦＭ主要是作为观察样品表面形貌的显微镜使用的。由于表面的高低起伏状态能够准确地以数值的形式获取 ,ＡＦＭ也作为检查表面粗…     

原子力声显微镜的原理及应用

原子力声显微镜结合了超声检测技术的三维成像能力与原子力显微镜的纳米尺度成像的近场显微技术。它在商用的原子力显微镜设备的基础上加以压电超声传感器产生声激励,并使用锁相放大器对数据进行收集分析,既可得到三维的纳米级的清晰形貌图,又能通过建模分析样品表面的接触刚度及样品的弹性模量。目前,原子力显微镜被广泛应用于材料领域,用于检测样品的机械性能,比如样品的接触刚度、薄膜高分子材料的弹性模量,同时还运用于医学生物领域,用于观察细胞的超微结构及其表面和亚表面的弹性模量等。     

原子力显微镜在高分子薄膜领域的应用

介绍了原子力显微镜(AFM)在高分子薄膜领域中的最新应用技术。在定位观察薄膜时,可采用碳纳米管定位法以及针尖打孔定位法对所观察的样品进行定位,该方法可实现对样品进行离位处理之后再次精确定位。在测量高分子薄膜厚度时,可采用针尖打孔法和漂膜法通过制备断面台阶利用AFM精确测量薄膜厚度。基于特殊相分离形貌的嵌段共聚物薄膜,可采用AFM针尖对其表面进行锻造纳米加工。这些技术拓展了AFM在聚合物薄膜表征以及纳米加工等领域的应用。     

计量型原子力显微镜环境温度的测控

在纳米结构的检测与表征领域中,温度是影响纳米尺度测量精度的重要误差源.为此,根据测量材料的热物性和空气折射率与光学测量的关系,以计量型原子力显微镜和大范围纳米测量机为例,首先通过设计高精度多点测温系统进行精密的温度测量,分析估计在扫描测量纳米结构过程中温度变化对其测量结果的影响.其次对纳米测昔中温度测量的相关技术问题进行了研究,以保证纳米表征和检测在纳米尺度及其量值上的准确性.     

原子力显微镜对透明质酸分形结构的研究

利用原子力显微镜研究了浓度分别为0.01 mg/mL、0.1 mg/mL、1 mg/mL的透明质酸(HA)在云母上的自组装形貌,从中得出透明质酸在云母表面生长聚集形成树枝状分形结构是有浓度限制的结论,并对其生长聚集形成树枝状分形结构的作用机理和生长过程进行了研究。透明质酸的树枝状分形结构具有统计意义上的自相似性,属不规则分形结构,与计算机模拟的DLA模型相一致。研究透明质酸的分形结构为研究透明质酸各种存在状态与其生物功能之间的关系提供了有益的帮助。     

多壁碳纳米管湿度传感器介电损耗模型（英文）

为揭示碳纳米管湿度传感器的介电损耗,制作了一种电阻型碳纳米管湿度传感器.使用介电损耗相关理论对其频率特性进行分析,并利用普适方程建立了传感器介电损耗模型.对实验数据与所建立模型进行拟合,得到拟合决定系数为0.994,表明可以使用普适方程对传感器介电损耗进行描述.由于测试频率引起的传感器电阻变化会改变传感器线性度,分析了不同测试频率下传感器的线性度,发现当测试频率为10 kHz时传感器的线性度最佳（1.52%）,此时传感器灵敏度为-7.83Ω/%RH.     

交流信号检测的多壁碳纳米管湿度传感器模型(英文)

为研究交流信号检测的多壁碳纳米管(MWCNTs)湿度传感器模型,通过扫描电子显微镜对传感器敏感薄膜(MWCNTs-SiO2薄膜)的孔隙结构进行观察,并使用表面积与孔隙(ASAP)分析系统对薄膜孔隙率进行分析.利用Debye方程对敏感薄膜中凝聚出液态水介电损耗的描述建立传感器模型.为了验证该传感器模型,制作了一种基于MWCNTs-SiO2的电导型湿度传感器,在100 kHz测试频率下,对不同相对湿度环境中的传感器电导值进行测试,利用测试结果与所建立模型进行拟合,发现R2大约为0.979,可见该模型可以用来描述传感器湿敏特性.     

钴/碳纳米管催化剂CVD法制备碳纳米管

以乙烯为碳源、多壁碳纳米管为载体负载钴作为催化剂,利用CVD法制备出了高质量的多壁碳纳米管.利用扫描电子显微镜(SEM)对催化剂的形貌进行了表征,利用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)以及差热-热重(TG-DTA)方法对产物进行了表征.发现在最佳裂解温度770℃下制备的多壁碳纳米管直径分布均匀、曲率小、纯净、产率高,更重要的是不具有难处理的氧化物(如Al2O3)载体,充分体现了碳纳米管作为载体的优越性.     

Si3N4-SiC—TiN陶瓷反烧结制备工艺研究

以TiSi2、SiC和Mo粉为原料,在毛坯孔隙率、SiC含量及Mo含量不同的情况下进行反应烧结制备Si3N。基陶瓷。结果表明：随着毛坯致密度的增加,复合陶瓷的致密度先增加后减小,而TiSi2的转化率却一直下降;随着SiC含量的增加,复合陶瓷的致密度先增加后减小,致密度在SiC含量为40％时达到最大,而TiSi。的转化率随SiC含量增加而增加;此外,随着Mo含量的增加,复合陶瓷的致密度也略有增加;氮化硅相主要以针状晶粒、等轴颗粒、棒状晶粒和晶须存在,而在Si3N4-TiN—MoSi2--SiC复合陶瓷中出现弯曲的丝状Si3N4相。     

纳米碳管制备的新进展

本文讨论了有关纳米碳管制备的方法及工艺要求 ,同时介绍了在纳米碳管制备上的新进展和发展趋势     

纳米碳管增强炭/炭复合材料的研究进展

纳米碳管(CNTs)具有独特的结构、优异的力学性能、热稳定性与传导性能,是炭/炭(C/C)复合材料理想的增强体.综述了纳米碳管增强炭/炭(CNTs/C/C)复合材料的制备方法,讨论了该复合材料的微观结构、摩擦学性能和传导性能,并展望了CNTs/C/C复合材料的潜在应用和发展趋势.     

多壁碳纳米管对鲤鱼各组织SOD酶活性的影响

应用浸浴法研究多壁碳纳米管（MWCNTs）对鲤鱼（cyprinl Jscarpioio）腮、肝、肾和脑中超氧化物歧化酶（SOD）的影响,结果显示：低浓度（0．1,lmg·L^-1）处理组暴露后3d,腮和肝中的SOD活性显著高于对照组（p〈0．01）,肾和脑中SOD活性与对照组无显著差异（p〉0．05）。随着暴露时间延长,各组活性降低,至9d,肝和肾中SOD活性显著低于对照组（p〈0．05）,腮和脑中SOD活性与对照组无显著差异（p〉0．05）。高浓度（10mg·L^-1）处理组,整个暴露期间,肝中SOD的活性显著低于对照组（p〈0．01）,脑中SOD的活性与对照组无显著差异（p〉0．05）,腮和肾中SOD活性在暴露后3d,与对照组无显著差异（p〉0．05）,暴露后6d、9d,活性显著低于对照组（p〈0．05）。提示：MWCNTs对鲤鱼各组织中SOD酶活性的影响有时间和浓度依赖性。     

Paintable Carbon‐Based Perovskite Solar Cells with Engineered Perovskite/Carbon Interface Using Carbon Nanotubes Dripping Method

Paintable carbon electrode‐based perovskite solar cells (PSCs) are of particular interest due to their material and fabrication process costs, as well as their moisture stability. However, printing the carbon paste on the perovskite layer limits the quality of the interface between the perovskite layer and carbon electrode. Herein, an attempt to enhance the performance of the paintable carbon‐based PSCs is made using a modified solvent dripping method that involves dripping of the carbon nanotubes (CNTs), which is dispersed in chlorobenzene solution. This method allows CNTs to penetrate into both the perovskite film and carbon electrode, facilitating fast hole transport between the two layers. Furthermore, this method is results in increased open circuit voltage (V_oc) and fill factor (FF), providing better contact at the perovskite/carbon interfaces. The best devices made with CNT dripping show 13.57% power conversion efficiency and hysteresis‐free performance.     

Modifying the Properties of Tungsten Based Plasma Facing Materials with Single-Wall Carbon Nanotubes

Tungsten is one of the best candidates for plasma-facing components in fusion reactors owing to its unique properties. But disadvantages such as its brittleness and high ductile-to-brittle transition temperature have restricted its fusion energy application. Single-walled carbon nanotubes （SWCNTs） have the potential to be used as reinforcements due to their excellent mechanical properties. A new method of modifying the properties of tungsten by doping with SWCNTs was introduced. An efficient way of dispersing SWCNTs into the tungsten matrix with strong interfaces by heterocoagulation and ultrasonication was employed, and hot explosive compaction （HEC） technology was selected to compact and sinter the composite powders. The sintering properties, microstructure, densification effect, thermal conductivity, hardness and fracture toughness of the obtained SWCNTs/W bulk samples were tested, and compared with pure tungsten. The influences of SWCNTs on these properties and the main toughening mechanism of SWCNTs in a tungsten matrix were discussed.     

碳纳米管增强铝基复合材料的界面研究进展

碳纳米管以其稳定的结构、优异的力学性能,成为复合材料的理想增强相。其增强效果受多方面因素影响,界面是决定其增强效果的关键因素之一,也是金属基复合材料的研究重点。简要介绍了碳纳米管增强铝基(CNTs/Al)复合材料的界面结合机制及界面对复合材料性能的影响,评述了热膨胀系数、制备方法、碳纳米管纯度等多种因素对CNTs/Al复合材料界面的影响,并提出了改善界面的方法。