碳纳米管光学性质及应用的研究现状

碳纳米管具有优异的光学性质，这些光学性质使其具有非常重要的潜在应用价值。简要论述了碳纳米管的光学偏振性、光学相关性以及碳纳米管灯丝的发光性能，介绍了碳纳米管光学性质的一些应用：碳纳米管光学天线、红外探测和超快光学开关。     

有限长开口单壁碳纳米管结构与非线性光学性质

利用ChemSketch10．0设计了一系列两端开口的有限长碳纳米管分子（n,0）（n=5-10）,使用量子化学半经验AM1方法研究了分子的电子结构,并使用有限场／AM1方法计算了分子的一阶极化率、非线性光学二阶和三阶极化率。研究结果表明,两端开口的有限长碳纳米管分子最高占据轨道（HOMO）与最低空轨道（LUMO）间的能隙Eg随着管径的增大而出现随奇偶n值的振荡变化,随着管长Ⅳ的增加呈单调减小的趋势。目标分子中,管长为N=3的分子系列具有较高的二阶、三阶非线性光学极化系数β,γ,而（8,0）N=3分子具有最大的β值,（7,0）N=3分子具有最大的γ值。     

碳纳米管光学各向异性的解释

碳纳米管对光的吸收与光的偏振方向有关，光偏振方向与碳纳米管管轴方向平行时光吸收最强，光偏振方向与碳纳米管管轴方向垂直时光吸收最弱。采用半经典理论处理光和碳纳米管的相互作用，计算了碳纳米管的光吸收与光偏振方向的关系，计算结果表明碳纳米管光吸收速率与COS^2θ成正比，其中θ是光偏振方向和碳纳米管轴向夹角。     

碳纳米管/ZnS复合材料的制备及其性能表征

碳纳米管用氨水、乙二胺四乙酸(EDTA)进行表面改性, 然后通过硫代乙酰胺、醋酸锌、水和表面改性的碳纳米管在水浴超声条件下发生溶液化学反应, 在碳纳米管表面包裹了一层分布均匀、致密的ZnS纳米晶粒. 用XRD、TEM、SAED、SEM、FTIR、PL等表征手段对材料进行了结构及性能表征. 研究结果表明: 对碳纳米管进行乙二胺四乙酸处理是实现ZnS纳米晶粒在碳纳米管表面均匀、致密包裹的重要因素, 碳纳米管/ZnS复合材料的光致发光性较之相同方法合成的ZnS, 俘获态发射峰蓝移6nm, 而能带边缘发射峰蓝移16nm. 通过对FTIR及不同表面改性碳纳米管的对比试验研究, 给出了碳纳米管/ZnS复合材料的形成机理.     

超级电容器碳纳米管及其复合电极材料最新研究进展

超级电容器作为一种新型储能元件,具有比传统电容器高得多的能量密度和比电池大得多的功率密度以及超长的使用寿命等特点.碳纳米管由于具有良好的导电性和高比表面积而成为超级电容器的理想电极材料.综述了用作超级电容器电极材料的碳纳米管及其复合材料的结构、特性、电化学性能和基于该材料的超级电容器研究的新成果.     

碳纳米管的制造技术及最新研究动态

本文对碳纳米管的生产技术、发展前景进行了论述,并阐述了国内碳纳米管的研究方向及最新动态。     

碳纳米管光热治疗应用最新研究进展

在肿瘤治疗领域中,热疗处于举足轻重的地位,而在众多的光热纳米材料中,碳纳米管(CNTs)能够同时用于光热成像和光热治疗,因而引起了广泛的兴趣,成为研究热点。主要综述了近年来碳纳米管用于光热治疗的研究进展,强调了其在肿瘤治疗方面的选择性及高效性,并对未来的发展做出展望。     

碳纳米管--新型的催化剂载体

从催化剂负载于碳纳米管的方法，碳纳米管的电学性能、储氢性能及独特的管腔结构对催化反应的影响几方面对碳纳米管作为催化剂载体的研究进展进行了论述，指出由于碳纳米管的疏水性，使得制备催化剂时，溶剂的选择十分重要；碳纳米管独特的电学性能使之成为催化剂载体的同时亦充当了助剂；碳纳米管的储氢性能使之在催化加氢反应中得到了最为广泛的应用；其独特的管腔结构则成为择形催化的好场所。而制约碳纳米管应用的因素在于其制备的规模和工艺。     

"光子-买一赠三”--简评有机三线态电致发光材料与器件进展*

有机电致发光材料与器件的研究已取得了重要进展,但要实现高信息含量的应用,器件的稳定性和效率仍须进一步提高。基于量子统计理论的研究结果表明,只有25%的电子空穴复合能量生成单线态激子,对于一个纯荧光的发光材料,在理论上,其器件效率的上限是光致发光效率的25%。三线态发光材料的应用,理论上可有效利用所有的复合能量,从而大幅度提高器件效率,目前已成为有机电致发光领域的研究热点。综述了有机三线态电致发光材料与器件的进展。     

化学修饰对多壁碳纳米管电学性质的影响

采用混酸和二甲亚砜对碳纳米管进行官能化修饰，实验发现经化学修饰后对多壁碳纳米管膜的电学性质有明显影响。经化学修饰后的碳纳米管膜电阻由结电阻和管电阻组成，未经化学修饰的碳纳米管膜电阻主要由碳纳米管管电阻决定。碳纳米管经化学修饰后，碳纳米管结增多，碳纳米管管电阻降低而碳纳米管结电阻增大。未经修饰的碳纳米管膜电阻随着温度的升高而略有增大，呈金属性；经混酸修饰的碳纳米管膜电阻随着温度的升高而减小，呈半导体性。     

Broad Microwave Dielectric Property of Single-walled Carbon Nanotube Composites

Microwave dielectric measurements over the broad bandwith of 10 MHz to 20 GHz were conducted on composites comprising bundles of single-walled carbon nanotubes （SWNT） embedded in an epoxy matrix, in comparison to the nano-graphite and MWNT. It is found that both relative real and imaginary permittivity of the nanocomposites are strong functions of the SWNT concentration, showing large, wide dielectric and electrical response. Distinct resonance around 1.5 GHz is observed at high SWNT concentrations, accompa- nied by the downshift of the resonance frequency with increasing concentration. Largely, the SWNT-epoxy composites share the behavior of the MWNT owing to structural similarity, much more effective than the nano-graphite. The remarkable, broadband dielectric and electrical properties of the nanotubes acquired in the work originate from their unique seamless graphene architectures, modeled by two major contributions, dielectric relaxation/resonance and electronic conduction, which is substantiated by the agreement between theoretical analysis and experimental results. The carbon nanotube composites are prospective for microwave applications and offer experimental evidence for fundamental studies in low-dimensional systems.     

Structure–Property Relations in Carbon Nanotube Fibers by Downscaling Solution Processing

At the microscopic scale, carbon nanotubes (CNTs) combine impressive tensile strength and electrical conductivity; however, their macroscopic counterparts have not met expectations. The reasons are variously attributed to inherent CNT sample properties (diameter and helicity polydispersity, high defect density, insufficient length) and manufacturing shortcomings (inadequate ordering and packing), which can lead to poor transmission of stress and current. To efficiently investigate the disparity between microscopic and macroscopic properties, a new method is introduced for processing microgram quantities of CNTs into highly oriented and well‐packed fibers. CNTs are dissolved into chlorosulfonic acid and processed into aligned films; each film can be peeled and twisted into multiple discrete fibers. Fibers fabricated by this method and solution‐spinning are directly compared to determine the impact of alignment, twist, packing density, and length. Surprisingly, these discrete fibers can be twice as strong as their solution‐spun counterparts despite a lower degree of alignment. Strength appears to be more sensitive to internal twist and packing density, while fiber conductivity is essentially equivalent among the two sets of samples. Importantly, this rapid fiber manufacturing method uses three orders of magnitude less material than solution spinning, expanding the experimental parameter space and enabling the exploration of unique CNT sources.     

碳纳米管

概述了碳纳米材料的发展及它们的性能和应用,同时介绍了一些比较成熟的制备纳米材料的技术。在此基础上分析了碳纳米管的形成过程和碳纳米管的微观结构,以及碳纳米管制备工艺对微观结构的影响。     

炭泡沫的最新研究进展

以不同原料为主线,综述了炭泡沫制备技术的最新研究成果,并概述了炭泡沫改性及发泡机理方面取得的进展,同时对炭泡沫的应用情况进行总结。目前炭泡沫的研究热点主要集中在炭泡沫低成本制备技术、炭泡沫制备过程参数调控以及改性方法对炭泡沫性能的影响等方面。提出了整体炭泡沫制备技术存在的问题及改进思路。     

碳纳米管/金属接触改善方法的研究进展

碳纳米管(CNT)由于其独特结构和优异特性已被广泛用来构筑各种纳米器件. 而CNT与电极间的接触在CNT器件中扮演着重要的作用, 是器件性能的关键影响因素. 采用何种有效的方法来改善CNT与金属电极间的接触一直是CNT器件研究中的一个重要方面. 本文综述了近年来CNT/金属接触改善方法的研究进展, 结合本课题组的研究对目前有代表性的接触改善方法进行介绍. 阐述了各种改善方法的原理和加工工艺, 讨论了采用这些方法获得的接触特性和器件性能, 并对各方法的特点进行了比较.     

CNTs/Al5083复合材料力学性能及增强机制

采用高能球磨和冷轧工艺制备出3%(质量分数)碳纳米管增强Al5083复合材料。利用SEM,TEM观察球磨后复合粉末表面形貌,采用拉曼光谱和XRD对复合粉末和成型后的材料进行物相分析。最后测试了复合材料的力学性能。结果表明:在球磨1.5h的复合粉体中CNTs分散均匀,结构较完整,部分嵌入Al基体中并结合良好。冷压烧结并冷轧成型后的复合材料力学性能表现优异,球磨1.5h下,复合材料抗拉强度和屈服强度分别达到278MPa和247MPa,断裂延伸率为0.07,硬度HV达到95。将热不匹配模型与奥罗万模型所预测的屈服强度与实验值进行对比,结果表明CNTs/Al5083复合材料符合奥罗万机制。     

碳纳米管的自组装研究进展

用自组装技术组装的碳纳米管具有新奇的光、电、催化等功能和特性，因此具有良好的发展前景。近年来，许多方法已经用于碳纳米管的组装；综述了化学吸附自组装、静电自组装、模板辅助自组装及DNA操纵下的自组装等几种主要的碳纳米管的组装方法，并对各种方法的特点及研究现状进行了评述。     

碳纳米管及碳纳米管纤维的性能与应用

碳纳米管是由单层或多层石墨片卷曲而成的无缝纳米级管状壳层结构。扼要介绍了碳纳米管、碳纳米管纤维的合成方法及近几年来国内外制备的各种碳纳米管产品。碳纳米管、碳纳米管纤维由于其优良的力学、电学特性可以制成气体吸附体、生物模板、传动装置、增强复合体、催化剂载体、探测器、传感器、纳米反应器等产品，在航空、能源、医药、化学等技术领域广泛应用。