中國粉體網(wǎng)訊    由美國萊斯大學（Rice University）的材料學家Pulickel Ajayan領導的研究小組發(fā)現(xiàn)，將碳納米管接上羧基和羥基后，充分研磨即可得到納米帶。這一發(fā)現(xiàn)將幫助我們制備得到很多具有特定性能的納米結構產(chǎn)物。



　　美國萊斯大學日前發(fā)明了一種非常簡單的方法利用碳納米管制備石墨烯納米帶，即通過研磨。

　　萊斯大學的材料學家Pulickel Ajayan說：此方法即是將兩種不同類型的化學修飾碳納米管混合。在研磨時，它們相互接觸，從而發(fā)生反應并分開，目前此方法常用于化學溶液中。

　　Ajayan說道，這個過程仍然還是一個將分子附著在納米管上的化學反應，即功能化。有趣的是，這個類似于研磨的簡單過程可以提供固體納米結構之間的強化學耦合，并得到許多具有特定功能的新型納米結構產(chǎn)物。

　　在溶液中很容易發(fā)生化學反應，而本項工作是在固態(tài)條件下進行的，那么問題來了，如果我們可以用碳納米管作為模板，將其功能化并在合適條件下發(fā)生反應，那么這些大量的納米結構和化學官能團（chemical functional groups）反應可以得到什么？

　　通過此過程，可以發(fā)生新型化學反應并得到新型產(chǎn)物。Mohamad Kabbani是萊斯大學的一名研究生，也是本文的第一作者，他表示：利用不同納米體系的不用特性，我們可以促進納米材料研發(fā)的革命性變化。

　　高導電的石墨烯納米帶，尺寸比頭發(fā)還細上幾千倍，在復合材料市場上很受歡迎。納米帶大大提高了材料的電子特性以及強度。

　　印度欽奈理工學院（Indian Institute of Technology Chennai）的一名化學系教授Thalappil Pradeep（本研究論文的合著者）說道：通過機械-化學轉換的方式控制這種結構將是開發(fā)新應用領域的關鍵，這種軟化學方法在很多情況下都會發(fā)生，幫助我們更好地理解材料加工過程。

　　在試驗中，研究人員制備了兩組多壁碳納米管，一種被羧基修飾而另一種被羥基修飾。當將其放在研缽中使用研杵研磨20分鐘以上時，這些化學添加劑相互發(fā)生反應，使得碳納米管變成納米帶，此過程中還產(chǎn)生了一種副產(chǎn)品水。

　　Ajayan表示：這種偶然的發(fā)現(xiàn)無疑是令人興奮的，它將引領我們進一步系統(tǒng)地研究固態(tài)時碳納米管的相互反應，我們還將從頭進行理論計算和建模研究。


圖片說明：萊斯大學的研究生Mohamad Kabbani使用研缽和研杵研磨碳納米管，隨著被研磨的碳納米管逐漸靠近，它們發(fā)生化學反應從而產(chǎn)生石墨烯納米帶。

　　在參與此項研究的萊斯大學，印度理工學院和貝魯特美國大學（American University in Beirut）的實驗室，這些實驗得以在不同的條件下不斷重復。這些環(huán)境包括標準實驗室環(huán)境、真空、戶外和不同的濕度、溫度、時間以及季節(jié)。

　　已在三大洲開展了合作的研究者們?nèi)耘f無法精確地獲悉納米尺度下發(fā)生了什么。Kabbani表示：這是一個放熱反應，所以能量足以使納米管破碎成為帶狀，但是動力學的細節(jié)很難監(jiān)測到。我們無法做到將兩支納米管在顯微鏡下磨碎并觀察這個過程，至少現(xiàn)在還做不到。



　　這種結果不言自明。

　　Ajayan說道：我不知道為什么以前人們沒有發(fā)現(xiàn)此辦法，即可以通過納米結構上的反應物控制化學反應。我們的工作僅僅是此方向的開端，接下來我們還有好多工作要做。