纳米碳管的管内物理化学过程

纳米碳管所特有的接近理想一维的中空管内腔可以引发很多宏观表面上不可能发生的物理化学过程, 吸附、填充于其中的反应物可实现纳米尺度内的反应, 因此纳米碳管可视为“纳米试管”. 从纳米碳管的化学性质入手, 对纳米碳管管中化学(纳米碳管中空管中发生的物理化学过程)这一新兴研究领域的起源、研究进展进行了评述, 讨论了纳米碳管中发生的超常吸附、充填、纳米级反应过程, 并对“纳米试管”这种纳米级反应器的特点和可能发生的奇特物化过程进行了展望, 同时还讨论了对纳米碳管中空管结构进行控制的方法.     

纳米碳管宏观聚集体制备及非金属催化研究取得重要进展

多壁纳米碳管的批量制备大多采用化学气相沉积(CVD)工艺,在700～1100℃的高温下使用金属催化剂裂解烃类气源并形成碳原子核,继而在金属表面有序组装成空心管状结构.该工艺所得产品一般为密度轻、结构松散的粉末,后续洗涤、提纯、干燥、成型等操作难度较大.此外,纳米碳管粉体作为催化剂或催化载体使用时,粉末易在反应器内堆积,继而堵塞床层空隙、产生较大压力降、     

载铁沸石催化合成纳米碳管

不同沸石分子筛载铁催化剂上分解乙炔合成纳米碳管的实验表明,催化剂的制备方法直接影响活性组分铁的分散状态和颗粒大小,不同沸石分子筛对管状纳米碳材料的形态,管径,石墨化程度有明显的影响,实验获得了在不同分子筛载体上合成纳米碳管的最佳条件。     

纳米碳管与氢能

世界人口快速增长、化石能源渐趋匮乏、环境污染日益严重是人类在21世纪亟待解决的三大难题.氢能是一种洁净的可再生能源,氢燃料电池汽车将是解决城市大气污染的最重要途径之一.因此各国科学家均在致力于研究高储量的储氢材料与系统,最有潜力者被认为是纳米炭材料的吸附储氢.高纯度单壁纳米碳管的合成是应用的基础和关键,我们采用氢等离子电弧方法,大量制备出高纯度的单壁纳米碳管,并全面开展储氢研究.初步结果表明单壁纳米碳管是一种很有前途的储氢材料,可能在氢能源的应用特别是氢燃料电池电动汽车的应用中占据重要地位,促进人类经济与社会实现可持续发展.     

钯镍合金粒子负载的多壁纳米碳管储氢材料在温和条件下的储氢行为

采用新型的溶胶法, 制得了一种PdNi₁₈合金纳米粒子, 将这种纳米粒子负载到经过特殊预处理的多壁纳米碳管上, 得到了一类具有良好储氢性能的PdNi₁₈/MWCNTs复合材料. X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)测试表明, PdNi₁₈合金纳米粒子均匀地分布在载体表面上, 粒径约为3 nm. 储氢结果显示, 该复合材料在室温、1.5 MPa条件下储氢量可高达2.3%(质量分数).     

纳米碳管制备新技术——固相热解法

纳米碳管是近几年继富勒球之后科学界的又一重大发现,其独特的一维纳米管嵌套结构使其表现出众多独特的力学和物化性能,如高强度、熔体毛细吸附效应和微电场发射等,显示出诱人的结构和功能应用前景,目前深受物理和材料学界的关注。有关纳米碳管的制备是该领域的研究热点之一。 自Iijima于1991年发现电弧放电产物中的纳米管碳结构以来,电弧放电法一直为制备纳米碳管的主要方法。其原理为石墨电极在电弧产生的高温下蒸发,在阴极沉积出纳米管。此方法的缺点是:（Ⅰ）高温:电弧温度高达3000～3700℃,常导致碳纳米管烧结;（Ⅱ）不稳定:一次稳定的电弧放电只能持续10s,间断放电导致产物结构不均匀和大量碳粒子混     

纳米复合材料在食品包装中的应用及其安全评价

纳米技术的迅速发展使得许多基于纳米材料(NMs)的产品走进了普通人们的消费行列之中. 其中, 以纳米技术与传统包装相结合的纳米复合包装在食品包装领域中得到了快速的发展,在整个纳米技术的应用领域中处于领先地位, 有利地推动了纳米产业链的快速发展. 针对这种情况, 本文就近年来国内外纳米复合材料在食品包装中的应用, 以及纳米复合包装材料中NMs 的检测和表征及其健康危害评估进行综述, 为我国相关的食品包装材料生产和经营企业, 消费者和政府相关管理部门提供有价值的参考.     

高容量贮氢材料的最新进展

本文简要综述了最近几年国内外高容量贮氢材料的研究现状。由于传统AB5、AB2、和AB型贮氢材料贮氢量均低于2wt％，限制了贮氢材料在燃料电池上的应用。故障容量贮氢材料（如：Mg－基纳米贮氢材料、V－基固溶体贮氢材料、络合催化贮氢材料以及纳米碳管贮氢材料）的研究备受关注。研究表明，Mg－基纳米贮氢材料具有比一般Mg－基贮氢材料更好的热力学和动力学性能，V－基BCC固溶体贮氢材料常温常压下保持高容量，而络合催化贮氢材料以及纳米碳纤维贮氢材料的贮氢量高达5wt％－20wt％，超过任何传统贮氢材料。     

南海台西南盆地自生管状黄铁矿中纳米级石墨碳的发现及其对天然气水合物的示踪意义

海底天然气水合物是十分重要的能源矿产, 目前主要是根据似海底反射面(BSR)等地 球物理方法和海底地球化学异常示踪其存在. 此外, 与天然气水合物有关的自生矿物如碳酸盐、硫酸盐和硫化物等矿物也是重要的示踪体系. 本文利用扫描电子显微镜(SEM)和高分辨率透射电子显微镜(HRTEM), 对来自南海台西南盆地沉积物中的自生管状黄铁矿进行了系统的观测, 发现它们主要由草莓状黄铁矿组成, 且在草莓状黄铁矿中首次发现了纳米级的低结晶度石墨碳, 它们主要呈现出似纳米碳管和纳米锥形状, 而且与黄铁矿密切共生, 显示它们可能主要形成于含C过饱和C–H–O流体的沉淀. 黄铁矿在CH₄转变为原子C的过程中起催化作用. 自生管状黄铁矿中新发现的纳米级石墨碳, 显示其沉积时沉积岩围岩中存在CH₄过饱和流体, 因此可作为天然气水合物又一重要示踪矿物. 此外, 低温环境中纳米石墨碳的发现对石墨的实验室合成和工业生产等有借鉴意义.     

纳米医学

纳米一词源出于希腊，意指“侏儒”，现作为微观世界里的长度单位，一纳米等于十亿分之一米．大约是三四个碳原子的宽度。美国物理学家、两次诺贝尔奖得主费恩曼(R．Feynman)早在1950年代末就指出，人类若能控制物体微小规模上的排序．将可获得许多具有特殊性能的物质，这是对纳米技术最早的构想。纳米技术一词则始见于1974年．出自科学家谷口纪南(Norio Taniguchi)对精密机械加工的描述。     

高弹性高导电稳定性炭黑/碳管/硅橡胶复合材料的设计与制备

采用少量炭黑(CB)和少量碳纳米管(CNTs)并用,通过调控CB和CNTs在甲基乙烯基硅橡胶(PMVS)基体中的网络结构,成功制备了低导电填料下高弹性、高导电性、高循环拉伸导电稳定性的PMVS-CB-CNTs导电橡胶复合材料.当1.8%(体积百分比,下同)CB和1.2%CNTs并用时,复合材料体积电阻率降低至271Ωcm, 30%拉伸应变下的体积电阻率(R/R0)为2.1,10次循环拉伸再回复后其R/R_0低至1.3.CNTs是原位生长在层状双氢氧化物表面而制备的碳管阵列(CNTA),其与橡胶混炼加工时易于解离成单根分散碳管,不易缠结,且其高长径比有利于低填料量下获得高导电性;而CB的各向同性能够使复合材料拉伸回复后形成新的导电通路.由于所用CNTs具有纳米弹簧效应,复合材料保持了良好的弹性和柔顺性.进一步研究了复合材料在拉伸应变过程中的电导性的变化和循环拉伸导电稳定性,以及拉伸应变下导电网络结构变化和拉伸前后的填料网络结构变化,探明了复合材料导电网络结构与导电性及导电稳定性的关系.结果表明,低含量CB和CNTs可在橡胶基体中形成较强的双导电网络结构;拉伸时,CNTs作为桥梁连接单个的CB粒子及其聚集体,导电网络破坏较小;经循环拉伸再回复后,CB和CNTs又可回复形成较强的双导电网络结构,因此该复合材料电导性较高,且单次拉伸和循环拉伸导电稳定性均较好.     

小心鉴别食品毒包装

食品与包装的安全、无毒、卫生,本应是不可分割的一个问题的两个方面,但在食品安全问题严重的今天,两个方面不仅被人为分割,而且后者一直没有引起人们的足够重视,致使危害人体健康的毒包装肆虐盛行,人们在浑然不觉中深受其害。问题是明摆着的,知道了哪类食品有问题,我们可以回避不吃;可能吃的东西几乎都有外包装,就是人们自己地里收的东西也要找个袋子装起来,而你使用的袋子极有可能是废旧塑料制成的,它使用的稳定剂主要是硬脂酸铅,其中的铅盐极易析出,一旦吸入人体就会造成积蓄性铅中毒。     

基于纳米机械振子的光学质谱仪

纳米机械振子具有超小的质量、超高的品质因数和振动频率以及其他优点,越来越受到人们的关注和认可.随着纳米科技的快速发展,纳米机械振子逐步进入到生物、化学、物理、医学等领域,成为科学研究工作者追求高质量和高性能材料的辅助系统.本文总结了本课题组近年来对纳米机械振子研究的一个重要应用:纳米光学质谱仪.在全光条件下,质量测量对象可为中性原子、质子、中子,也可为其他化学分子或生物分子等.我们提供的纳米机械振子材料为纳米碳管和石墨烯纳米带.研究发现,基于纳米机械振子的光学质谱仪与传统的电学质谱仪相比有很多优越性,如不会引发由电路引起的热效应和能量损失,基于质量测量的光学谱宽更窄等.与单束光探测方法相比,不受频率高低的限制.此研究工作提出的基于全光学的质量测量方案,打破了电学测量和单束光领域中的众多限制,有望更大程度地提高质量测量的灵敏度和准确度,为纳米测量领域提供一个新的平台.     

基于AFM纳米机械刻划加工纳米结构及应用

原子力显微镜(AFM)是具有纳米级精度的检测设备，同时可应用于纳米结构的加工。AFM纳米加工已经成为微纳结构加工的有效方法之一，可广泛地应用于机械、物理、化学和生物医学等领域。文章首先简要介绍传统微纳加工方法，并对基于AFM的纳米机械加工方法进行详细介绍并分析了其相对优势；然后介绍了AFM加工得到的纳米沟槽和纳米点阵等结构在纳流控及拉曼检测等领域的应用，并对其未来的发展方向进行展望。综述展示了AFM纳米机械加工的应用潜力，为相关领域的研究提供了一种简单、可行的纳米加工方法。     

MoO_3单壁纳米管研究取得重要成果

自Iijima在1991年发现碳纳米管以来,全世界对碳管的结构和性能进行了大量的研究,对碳纳米管的合成、纯化分离、性质进行了充分细致的探索,并逐渐在纳电子学、场发射、探针针尖制备以及气体传感器等多领域得以应用.而时隔不久发现的单壁碳管更显示出其超越多壁碳管的突出特性,大规模的合成和纯化已成为可能。     

美国人的“傻老冒”经营

去美国看望儿子时,他的同学、朋友常来聚会,谈了不少美国的的趣事。这个说:"美国人人真逗!20个包装的鸡腿卖三元多,10个包装的鸡腿也卖三元多,就象是不识数。"那个说:"不新鲜。20个鸡翅膀,这个店卖二元多,那个店只卖八毛八,美国人好象不会算帐。"还有的说:"在美国买东西可以随便退。我们同学写论文买了一台计算机,论文写完了,就     

面向靶向医疗的微纳米机器人

微纳米机器人指的是尺度在微纳米级别(几纳米至几百微米)的微型机器人，其能够将磁能、光能、声能或其他形式的能量转化为机械运动，具备能完成更高效、更精确局部诊断和靶向治疗的潜在功能，在生物医学领域有广阔的应用前景。文章详细介绍了微纳米机器人的制备方法，阐述了相关驱动手段，总结了其在靶向医疗应用方面的研究进展，并讨论了其在活体应用时面临的挑战以及未来的发展方向。     

纳米：光环背后的阴影

如果让百姓投票评选当今全球科技最火爆的关键词，恐怕非“纳米技术”莫属!这种火爆一方面源自纳米的高科技含量，另一方面来自铺天盖地的宣传，从纳米洗衣机、纳米衣服，到纳米医药、纳米过滤水系统，忽如一夜春风来，中华大地遍纳米。似乎现在的任何产品一沾上纳米两字，就被划到了高科技的行列，特别吸引人的眼球。     

碳纳米豆荚内C_(60)分子振荡行为的模拟

利用AIREBO势函数、L-J势函数结合分子动力学模拟方法,对碳纳米豆荚中C60分子的振荡行为进行了模拟.分别讨论了环境温度、碳管管壁层数及C60分子填充个数对碳纳米豆荚振荡性能的影响.研究表明,C60分子沿着碳管轴向做阻尼振荡运动.随着温度升高,振荡频率逐渐减小,振幅衰减速度加快.增加碳管管壁层数使C60分子与管壁间的范德瓦耳斯力增大而滑动摩擦力减小,因而有益于形成稳定振荡.由于C60分子间受力随距离变化以及分子间存在碰撞,增加C60分子填充个数并不能观察到稳定振荡.     

纳米科技怎一个“小”字了得

因为小,所以棒对于纳米科学家而言,一个重要的事情是学会在原子的层面上去处理材料,人们可以通过熟练地控制单个的原子和分子制造各类分子机器、先进的纳米电子元器件以及各种“智能”材料。假若这种技术能够得以实现,你将看到许多新奇的东西:能在你指尖上运动的机器人、能自动“缝合”的太空服、先进的太空传感器等等,这些奇幻的纳米产品有些可能需要20年以后才能真正出现,而另一些则已经在今天的实验室中诞生了。纳米科技的神奇之处首先在一个“小”字,因为小,就产生了无穷无尽的技术优势,想想在火星探索中,假若漫游者、勇气和机遇只有甲…