中国在纳米技术研究领域的主要成就

以下是２０００年各大媒体有关的报道：５月２６日 中国科学家率先在该领域实现重大突破，研制出直径为０．ｓｒｕｎ的碳纳米管。１０月 中德科学家联手实现生物分子纳米操纵。１０月 中国率先应用纳米技术诊断肝癌。１１月 中科院金属研究所合成出平均直径为二．８５ｕｒｎ的大直径单壁碳纳米管。１２月１０日 中国科学家成功制备出“纳米电缆”。１２月１８日 中国将诞生全球首颗纳米眼球。１２月１９日 中国首次合成纳米级金刚石晶体簿膜。中国在纳米技术研究领域的主要成就@Anni     

科学家利用碳纳米管制造出坚硬材料

据新华网报道 :美国科学家发现 ,用一层碳纳米管、一层聚合物层层交叠出的“夹心饼干式碳纳米管”具有超强硬度 ,可与工程中使用的超硬陶瓷材料媲美。美国俄克拉荷马州立大学的科学家在最新一期英国《自然材料学》杂志上报告了他们的这一成果。他们说 ,这种新的超硬材料是完全有机的 ,而且很轻 ,适用于制造植入人体并长期发挥作用的医疗器件 ,在航天工业方面也有很好的应用前景。俄克拉荷马州立大学的科学家使用的新方法 ,把材料交替浸在碳纳米管水“溶液”和聚合物溶液里 ,使材料表面交替生成单分子层的碳纳米管和聚合物。这就避免了碳纳米…     

气相沉积方法生长TiC纳米棒

用碳纳米管限制反应,采用气相沉积方法生成TiC的纳米棒,TiC纳米棒的形貌依赖于碳纳米管的形状和生长条件,其直径大于碳纳米管的直径,并且对TiC纳米棒的生长机制进行了讨论。     

科学新闻

制备分支碳纳米管阵列的新方法——气流波动法碳纳米管因其优良的电学和机械性能目前已广泛地被用来制作多种纳米电子器件,但是如何将这些独立的电子器件连接成一个功能系统,如纳米电路等,仍是纳米电子学领域的一大挑战。中科院化学所有机固体重点实验室刘云圻、朱道本研究组提出了一种新的制备方法来解决这一难题。他们发现气流波动能可控地制备分支碳纳米管阵列。同时通过改变气流的成分可以控制分支碳纳米管中各部分的化学组成。基于此,他们提出了分支碳纳米管形成的一种新机制。该方法简单可控,为分支碳纳米管用于制备未来的纳米集成电路提供了可能,并可能用于制备其它材料的分支纳米结构,对分支纳米结构的制备和纳米器件的集成具有重要意义。相关研究论文发表在2006年2月Nano Letters,6(2):186～192上。     

受限于单壁碳纳米管中水的分子动力学模拟

对受限于不同直径和不同负载量情况下的纳米碳管中的水分子进行动力学模拟.研究发现:水分子在碳纳米管中的扩散经历二种方式,先是弹道扩散,然后是正常扩散;水在单壁碳纳米管中的扩散系数远远大于一般分子筛中的扩散系数.     

碳纳米-金属镓超微型温度计

据英《新科学家》２００２年２月９日报道 :日本茨木国家材料科学研究所的研究人员用金属镓（熔点仅２９．７℃）装入一个碳纳米管内 ,制成了世界上最小的温度计。和水银温度计的原理一样 ,水银受热膨胀 ,可以精确测量温度。碳纳米管相当水银温度计的玻璃管 ,金属镓相当于水银。碳纳米管 -金属镓温度计的特点是灵敏度更高 ,足以测量出分子团反应时的微小的温度变化。这种温度计的一个小小的缺点是必须有一台电子显微镜才能读出温度的变化 ,因为碳纳米管太小了 ,只有１／１０亿米直径。碳纳米-金属镓超微型温度计@刘先曙     

碳纳米管高温热形变的研究

使用分子动力学方法对单壁碳纳米管高温下的结构进行了计算机模拟 .对直径为 1.35nm、长度为 2 .34nm、拓扑结构为扶手椅形式 (10× 10 )的单壁碳纳米管进行了分子动力学模拟 ,模拟结果表明 ,碳纳米管开头端由于能量弛豫过程 ,直径比内部略大 ,在温度逐渐升高之后 ,构成纳米管的碳原子逐渐偏离晶格位置 ,碳纳米管至少在 30 0 0K之下结构是稳定的 .     

机械振动驱动碳纳米管中水的输运规律

根据棘轮理论设计了一个基于碳纳米管的纳米水泵模型,利用在碳纳米管壁偏离中点的位置施加一周期性的机械振动来驱动纳米管中的水;用分子动力学模拟重点研究了纳米管壁不同位置的机械振动对水泵中的定向流的影响.发现水泵中的定向流非常敏感地依赖于振动的位置,而碳纳米管壁上往左右两边传播的机械波的不对称性是引起定向流及其方向反转的主要原因.     

多壁碳纳米管功能化的纳米片状硫化锡的制备和表征

本文提出一种新颖的多壁碳纳米管功能化的纳米片状硫化锡纳米复合物。该纳米复合物通过超声混合多壁碳纳米管和纳米片状硫化锡制备得到,并且用扫描和透射电化学显微镜对该复合物材料进行了表征。     

碳纳米管壁挂电视问世

日本通产省物质工学工业技术研究所、三重大学、伊势电子公司联合试制出采用碳纳米管的壁挂电视 ,日前在日本筑波科学城问世。该壁挂电视的特点在于采用了碳纳米管作为像素。碳纳米管是由石墨碳原子层卷曲而成的碳管 ,它直径一般为几纳米到几十纳米 ,管壁厚度仅为几个纳米 ,有点像铁丝网卷成的一个空心圆柱状“笼形管”。当有电压存在时 ,碳纳米管能够释放出大量电子 ,使荧光体发光 ,因而使制造壁挂式电视成为可能碳纳米管壁挂电视问世     

受限在单壁碳纳米管中金纳米粒子相变的分子动力学模拟研究

近年来,负载型金属纳米催化剂的制备及其性能研究一直是催化领域重要的研究课题.通过分子动力学(MD)模拟研究了受限在单壁碳纳米管(SWNT)内金纳米粒子在升温和降温过程中的相变.结果表明,受限金纳米粒子在室温下表现出两种不同类型的圆筒状多层结构.基于MD模拟,我们观察到了一个有趣的现象,即受限金纳米粒子的熔点随粒子增大而降低.对于受限的金纳米粒子来说,每一层的有序-无序的结构转变是受限金纳米粒子熔化的本质结构特征.     

发明

日本一家公司最近开发出一种真人影印机,这种影印机有效的影印尺寸为115×81厘米,它可以持续地、非常清晰地影印出与真人大小一样的“复印件”。但被影印者身体的任何部分都不能与影印机的聚焦面直接接触,因为影印机曝光时的光线非常强烈。“复印”一个真人需要90秒钟,而要把这个真人的彩色“复印件”打印出来则需要15分钟。世界最小的“碳纳米温度计”问世由日本物质材料研究所的研究人员发明的世界上最小的温度计——“碳纳米温度计”,近日列入了吉尼斯大全。该所研制的“碳纳米温度计”用直径不到1根发丝的五百分之一的筒状碳纳米管制成。研究人员在长约千分之一毫米,直径仅为万分之一毫米的碳纳米管中充入呈液态的金属镓。当温度升高时,管中的液态镓就会膨胀,通过电子显微镜就能读取温度值。这种温度计测量范围可从18摄氏度到490摄氏度。此外,用于制造碳纳米管的石墨在50至500摄氏度之间体积随温度的变化极小,因此碳纳米管本身的直径和长     

一月科技珍闻

最小的纳米电动机问世7月25日,科学家用碳纳米管造出了世界上最小的电动机,它的直径约为500纳米,比头发丝还要小300倍,能够在电压驱动下转动。纳米电动机是美国加利福尼亚大学伯克利分校的科学家设计的。研究人员在《自然》杂志上撰文称,电动机的旋转叶片是一片金叶,长度不到300纳米,叶片安装在一根由多层碳纳米管做成的转轴上。“姐姐生妹妹” 首匹克隆马出世8月6日,意大利科学家在《自然》杂志上撰文宣布,他们成功培育出世界上首匹“自体克隆马”。这匹名叫“普罗米塔”的小母马的“妈妈”同时也是其“姐姐”。“普罗米塔”于今年5月28日…     

氧化锰/碳纳米管超级电容器复合电极材料的制备

发展了一种简单的用二氧化锰修饰碳纳米管的方法.二氯化锰水溶液在微波辐射下直接转化为二氧化锰,所得的二氧化锰纳米颗粒沉积在碳纳米管上.透射电镜结果表明二氧化锰纳米颗粒尺寸分布均匀.场发射扫描电镜结果表明二氧化锰纳米颗粒和碳纳米管交错形成三维的网状结构.能谱证明了二氧化锰纳米颗粒沉积在碳纳米管上.循环伏安结果显示沉积二氧化...     

选择性湿法刻蚀制备内嵌碳纳米管的沟槽结构

提出一种“自下而上”的纳米结构的制备方法。在生长有碳纳米管的氧化硅表面沉积数纳米的钯金属膜后, 用氢氟酸刻蚀, 得到完全由碳纳米管引导的沟槽结构, 并且碳纳米管沿沟槽分布在其底部。通过导电原子力显微镜对沟槽内的碳纳米管的表征, 发现其仍然具有良好的导电性。在碳纳米管和钯金属膜之间增加一层磁控溅射沉积的氧化硅, 可以增加沟槽的深宽比。通过降低钯金属膜的致密程度, 沟槽的开口宽度可降至100 nm左右。该方法制备的结构可以进一步用来构建基于碳纳米管的纳电子器件。     

用碳纳米管制造出最小白炽灯

据近日英国《新科学家》杂志报道，美国科学家使用一个碳纳米管制造出了世界上最小的白炽灯，灯丝长1．4微米、宽13纳米。     

超顺排碳纳米管阵列、薄膜、长线——通向应用之路

碳纳米管阵列是一种通过自组织形成的有序碳纳米管集体,其中的碳纳米管垂直于基底排列起来.超顺排碳纳米管阵列是一种特殊的碳纳米管阵列,其独特之处在于可以直接抽出连续的碳纳米管薄膜.该碳管薄膜仅有几十纳米厚,既透明又导电,其中的碳管沿抽拉方向平行排列.如果让拉出的薄膜通过一挥发性溶剂,或者采用边拉边绞的方式,该碳管薄膜又可以收缩成长线.该收缩后的长线具有高的力学强度和杨氏模量,是电的良导体.这些连续的薄膜和长线,将纳米级的碳管变成宏观可操控的客体,将碳纳米管优异的物理化学性质带到各种宏观应用,打开了一条从纳米世界通向宏观应用之路.该文将介绍超顺排碳纳米管在宏观尺度的应用和基于超顺排碳纳米管的产品,如高分辨透射电子显微镜用碳纳米管微栅,透明柔性可拉伸的碳纳米管薄膜扬声器,碳纳米管触摸屏等.     

加拿大和英国科学家制成分子晶体管，可在纳米尺寸上引导电子

晶体管是当代电子设备的基础，目前最快的晶体管也需要100万的电子来转换电流。而加拿大和英国科学家在他们的研究中，首次实现了用一个电子来转换通过一个纳米尺寸分子的电流。尤其值得注意的是．他们的实验成果是在室温下取得的．而以往此类实验通常都在低温下完成。     

三种缺陷碳纳米管储氢性能分子动力学模拟研究

采用分子动力学（MD）方法对3种含有缺陷的椅式（5，5）、椅式（6，6）和齿式（10，0）碳纳米管储氢能力进行了模拟研究，考查了缺陷大小、缺陷位置、碳纳米管直径和螺旋性以及温度对碳纳米管储氢性能的影响．模拟结果表明；碳纳米管在80K时的储氢能力明显高于298K时的储氢能力；在相同条件下，直径较大的碳纳米管储氢性能优于直径较小的；当碳纳米管上的缺陷孔较小时，碳纳米管在室温下即可达到较高的储氢量，且缺陷位于碳纳米管端部时的储氢量大于缺陷位于管壁时的储氢量，而碳纳米管的螺旋性对储氢量影响较小；当缺陷孔的尺寸变大时，碳纳米管的储氢量明显下降，与此同时，碳纳米管的螺旋性对碳纳米管储氢量的影响趋于明显，而缺陷所在位置对储氢量的影响则相应减弱．     

硅纳米孔柱阵列上低温无催化剂生长碳纳米管

采用化学气相沉积的方法在硅纳米孔柱阵列衬底上无催化剂生长出碳纳米管.分别在新制备的和制备后再在常温下自然氧化一周的硅纳米孔柱阵列衬底上进行无催化剂生长碳纳米管,结果发现新制备的硅纳米孔柱阵列表面没有碳纳米管长出,而自然氧化一周的硅纳米孔柱阵列表面有大量的碳纳米管出现.从硅纳米孔柱阵列的结构及表面氧化程度的不同加以分析,提出了无催化剂生长碳纳米管的生长机理,为在无金属催化剂条件下生长碳纳米管提供了一种新的方法.