功能化碳纳米管

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功能化碳纳米管相关的耗材

  • 单壁碳纳米管
    碳具有 的特性: 按照质量,碳是宇宙中第4丰富的元素,也是 化学活性的元素之一。碳不仅能与其他元素结合,而且可与自身结合,形成最坚硬的金刚石和最软的石墨。碳还是有机化学和所有已知生命的根基。碳有几乎无限的应用。近年来,包括石墨烯(碳的二维形式)和单壁碳纳米管(主要为柱状石墨烯)在内的形态表现出非凡的属性,鼓舞着世界各地的科学家寻找各种用途。与石墨烯一样,单壁碳纳米管的属性充满前途,甚至有可能改变全球产业的面貌。与石墨烯不同的是,2014 年开始就有大量单壁碳纳米管在全球范围内供货。TUBALL由单壁碳纳米管构成,“成品”杂质含量极低(SWCNT含量≥75%),且在大多数应用中无需进一步的纯化。TUBALL具有独特的物理属性,可提高大多数材料的强度、导电性和/或导热性,包括聚合物复合材料、橡胶、金属和许多其他材料。与多壁碳纳米管、碳纤维和大多数类型的碳黑不同,TUBALL在添加 0.001%-0.1% 的重量后即可显著改善材料属性。产品特点:填料重量含量达到 0.001% 时开始展现功效同时提高材料属性(机械强度、导电性和导热性)各种潜在应用: 聚合物复合材料、橡胶、金属和许多其他材料高质量的SWCNT含量(数量 ≥ 75%,G/D大于50)无定形碳含量小(低于 1%)铁 (Fe) 催化剂颗粒包封在碳外壳中在大多数应用中,无需对生产过程做任何额外更改市场价格比具有同类质量和属性的所有其他产品低50倍技术参数规格计量单位数值评价方法碳含量wt.%85TGA, EDXCNTwt.%≥75TEM, TGA碳纳米管的层数单位1-2TEM碳纳米管的平均外径nm1.8±0.4拉曼光谱, TEMCNT长度um5AFM金属杂质wt.%15EDX, TGA根据特定客户的要求,可对任何所需数量的TUBALL进一步纯化与功能化,从而达到以下规格:
  • 碳纳米管
    简介:二维晶体材料指的是以石墨烯为代表的单原子层及少数原子层厚度的晶体材料,巨纳集团除了提供石墨烯材料、设备、检测等一体化服务外,还联合美国2D Semiconductors为全球客户提供高质量的二维晶体材料、粉体、溶液、薄膜等材料,并提供定制服务,以满足客户的不同需求。碳纳米管MWCNTs
  • 碳纳米管浆料高剪切研磨分散机,超高速碳纳米管浆料高剪切研磨分散机设备厂家,碳纳米管浆料研磨分散机,锂电池浆料研磨分散机,导电浆料研磨分散机,锂电池研磨分散设备IKN研磨分散机
    碳纳米管浆料高剪切研磨分散机,超高速碳纳米管浆料高剪切研磨分散机设备厂家,碳纳米管浆料研磨分散机,锂电池浆料研磨分散机,导电浆料研磨分散机,锂电池研磨分散设备IKN研磨分散机,锂电池浆料分散难点,研磨分散机在锂电池浆料分散中的优势。 碳纳米管导电浆料主要由碳纳米管、其他导电填料、分散助剂、和溶剂组成其质量百分比组成为:碳纳米管:0.5-15%其他导电物质0.1-2%,分散剂:0.1-5%,其余为溶剂。 该碳纳米管导电浆料制备方法为:先将分散助剂溶解在溶剂中然后在搅拌条件下加入碳纳米管和其他导电填料,待碳纳米管和其他导电填料充分浸润后,采用IKN研磨分散机对浆料进行研磨分散几小时后即可得到稳定分散的碳纳米管导电浆料。本发明方法简单不破坏碳纳米管结构和导电性,所制得的碳纳米管导电浆料具有优良的导电性,且性质稳定均一,静置3个月后,浆料稳定性 90%。对于碳纳米管浆料以及其他锂电池浆料的研磨分散普遍存在着2个难以解决的问题:1、研磨的细度,传统的设备研磨设备是通过刀头去磨细,这样经常会破坏碳纳米管结构和导电性,使物料变性。而IKN研磨分散机.细化物料更多的是通过物料与物料直接的撞击来完成研磨细化的功能,不会破坏物料结构。2、容易形成二团聚体在碳纳米管粒径细化之后,由于分子之间的作用力,小的物料又会二次团聚从而影响zui终产品的物料粒径以及分散的效果。IKN研磨分散机很好的克服了二团聚的现象 IKN研磨分散机是研磨机和分散机-体化的设备,在碳纳米管浆料粒径细化后瞬间通过分散工作腔进行分散避免二次团聚的现象。 超高速碳纳米管浆料高剪切研磨分散机设备厂家CMD2000系列研磨分散设备是IKN(上海)公司经过研究刚刚研发出来的一款新型产品,该机特别适合于需要研磨分散乳化均质一步到位的物料。 我们将三高剪切均质乳化机进行改装我们将三变跟为一然后在乳化头上面加配了胶体磨磨头,使物料可以先经过胶体磨细化物料,然后再经过乳化机将物料分散乳化均质。胶体磨可根据物料要求进行更换(我们提供了2P,2G,4M,6F,8SF等五种乳化头供客户选择)。 碳纳米管浆料研磨式分散机是由锥体磨,分散机组合而成的高科技产品。第1由具有精细度递升的三锯齿突起和凹槽。定子可以无限制的被调整到所需要的与转子之间的距离。在增强的流体湍流下凹槽在每都可以改变方向 第二由转定子组成, 分散头的设计也很好地满足不同粘度的物质以及颗粒粒径的需要。碳纳米管浆料研磨分散机的特点:①线速度很高剪切间隙非常小当物料经过的时候形成的摩擦力就比较剧烈结果就是通常所说的湿磨。②定转子被制成圆椎形具有精细度递升的三锯齿突起和凹槽。③定子可以无限制的被调整到所需要的与转子之间的距离④在增强的流体湍流下凹槽在每都可以改变方向。⑤高质量的表面抛光和结构材料,可以满足不同行业的多种要求。碳纳米管浆料研磨分散机,锂电池浆料研磨分散机导电浆料研磨分散机,锂电池研磨分散设备锂电池浆料分散难点研磨分散机在锂电池浆料分散中的优势。

功能化碳纳米管相关的仪器

  • 碳纳米管,是一种具有特殊结构(径向尺寸为纳米量级,轴向尺寸为微米量级、管子两端基本上都封口)的一维量子材料。它主要由呈六边形排列的碳原子构成数层到数十层的同轴圆管。层与层之间保持固定的距离,约为0.34nm,直径一般为2~20nm。由于其独特的结构,碳纳米管的研究具有重大的理论意义和潜在的应用价值,如:其独特的结构是理想的一维模型材料 巨大的长径比使其有望用作坚韧的碳纤维,其强度为钢的100倍,重量则只有钢的1/6 同时它还有望用作为分子导线,纳米半导体材料,催化剂载体,分子吸收剂和近场发射材料等。 Specim可提供碳纳米管近红外光谱及影像分析工具,采用近红外光谱相机,搭载与近红外显微平台,并配合压电陶瓷纳米位移台,实现碳纳米管的影像及光谱扫描,不仅可以用于电致发光的光谱分析,也可用与光致发光光谱测量,为研究者提供大量的光谱及影像数据以供研究分析使用。光谱测量范围:970nm- 2500nm(900nm-1700nm)。
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  • 碳纳米管导电油墨高速研磨分散机,碳纳米管浆料高速研磨分散机,纳米导电油墨高速研磨分散机,氟化碳纳米管高剪切研磨分散机,导电油墨分散机更多详情请致电上海依肯 销售工程师 徐工 .公司设有专用实验室可以免费为客户提供设备够买前的验证实验。1.氟化碳纳米管介绍: 英文名称:Fluorinated Carbon Nanotubes形态:黑灰色或者黑色粉末管径:20-30nm 管长:2-10μm 纯度:99.5%应用:锂离子电池、固体润滑剂、复合材料、半导体、电子器件等2.碳纳米管分类:根据管子的层数不同,碳纳米管可分为单壁和多壁两大类。碳纳米管的导电性能与其结构密切相关。碳纳米管具有一些特殊的电学性质,很适合作导电填料。由于碳纳米管在溶剂中分散浓度很低,因此目多用于喷墨打印线路。将碳纳米管作为导电油墨的导电填料,面临的难题是碳纳米管的分散和分离。3.氟化碳纳米管研磨分散机设备介绍:碳纳米管固有的表面惰性和不溶解性使其难以分散在溶剂和树脂体系中。目,可以采用对碳纳米管进行表面化学改性的方法,使其表面生产大量的活性基团,再利用这些活性基团与有机分子或聚合物单体反应,从而在碳纳米管表面接枝有机分子链,然后将接枝改性后的碳纳米管分散在溶剂和树脂体系中,经过调节黏度、表面张力等参数,就可以得到不同性能的纳米碳纳米管导电油墨。 IKN湿法磨是超细粉碎机械中具有发展途且能量利用率高的超细粉磨设备,它与普通研磨机在机理上的不同点是:湿磨机的输入功率直接高速推动研磨介质来达到磨细物料的目的,IKN湿法磨内置高速研磨分散工作盘,IKN湿法磨的高速回转使研磨介质和物料在整个工作腔体内做不规则的翻滚和离心运动,使研磨介质之间产生相互撞击和研磨的双重作用,使物料磨得更细并得到均匀分散。与普通研磨机相比,IKN湿磨机具有如下特点:(1) 高转速和高介质填充率使湿磨机获得高的功率密度,从而使细颗粒物料的研磨时间大大缩短,能量利用率达到高;(2) 采用小尺寸研磨介质,大大提高了微细物料的研磨效率,并可高效地磨细物料至1μm以下,甚至是纳米;(3) 产品粒度分布均匀且容易调节,能沿结晶面解离,并易获得超细、低污染的产品;(4) 结构简单,操作容易,机械振动小,维修简单且价格低廉。浆料对磨机吸取功率的影响归结为三个方面:1、磨机中有一定量的浆料时,浆料的浮升作用及其阻力改变了介质间相互冲击和研磨作用的强度;2、由于浆料中固体颗粒的存在改变了介质间直接作用摩擦力;3、由于介质空隙中充满了浆料,增加了介质松散密度,相当于增加了旋转的介质物料混合体质量。 IKN德国氟化碳纳米管研磨分散机,碳纳米管导电油墨分散机,碳纳米管浆料分散机,纳米导电油墨分散机,导电油墨分散机碳纳米管分散机理:1、破坏长纤维纠缠粘结状态2、克服团聚体强吸附力3、稳定碳纳米管分散状态分散技术三要素:分散介质、分散剂和分散设备1、分散介质(1)根据粘度不同,分散介质分为高粘度、中粘度和低粘度三种。2、分散剂(1)分散剂的选择,与分散介质的结构、性、溶度参数等密切相关(2)分散剂的用量3、分散设备(1)超声波分散设备:非常适合实验室规模、低粘度介质分散碳纳米管,用于中、高粘度介质时会受到限制(2)研磨分散设备:适合大规模地分散碳纳米管、中粘度介质分散碳纳米管(3)采用“先研磨分散、后超声波分散”组合方法,可以高效、稳定地分散碳纳米管碳纳米管导电油墨高速研磨分散机,碳纳米管浆料高速研磨分散机,纳米导电油墨高速研磨分散机,氟化碳纳米管高剪切研磨分散机,导电油墨分散机 另外在碳纳米管分散到溶剂或者树脂体系中时,必须选择分散效果较好的设备进行分散,不然容易再次团聚难以分散。IKN研磨分散机在碳纳米管导电油墨的分散中有着突出的优势,IKN研磨分散机是将胶体磨和分散机合二为一的设备,先研磨后分散,可以将碳纳米管充分、均匀的分散到溶剂或树脂当中,避免团聚,分散更均匀、稳定。第1由具有精细度递升的三锯齿突起和凹槽,定子可以无限制的被调整到所需要的与转子之间的距离,在增强的流体湍流下,凹槽在每都可以改变方向。这样的设计可以保障物料初始颗粒较大时,可以顺畅进入研磨分散机腔体,通过高速旋转的精细度递升磨头,终得到微纳米的物料颗粒。 粉碎室设有三道磨碎区,一为粗磨碎区,二为细磨碎区,三层为超微磨碎区,通过调整定、转子的间隙,能有效地达到所需的超微粉碎效果(也可循环加工)。混合区:先将物料通过混合搅拌装置进行高速混合,在混合过程中用螺旋混合浆叶使物料在高速运转中的到充分混合均质后送料给下道工艺; 剪切区:物料进入剪切区后,由于上道工序只把物料进行混合,没有把物料进行大颗粒破碎,这个问题由高剪切机来完成,该剪切区由三层数百条刀槽组成,将大的粘团结块等易碎颗粒进行剪切破碎。 研磨区:研磨区是由凹凸研磨分散机组成,转定子切有许多中齿及细齿组成,将已剪切的小颗粒进行深化研磨,研磨时可调距离为0.01~3mm;1、有较强的混合、粉碎、研磨、输送功能;2、可使用较硬的各类易碎颗粒;3、 可同过调节定转子间隙进而调节循环研磨所需时间;4、 定、转子间歇可以调节,调节距离为0.01~3mm,可降低启动负荷,从而减少能耗5、 转、定子材料可选用2cr13 9cr18 2205进行氮化处理货渗碳化钨处理。三错齿结构的研磨转子,配合精密的定子腔。此款立式研磨分散机比普通的研磨分散机的速度达到3倍以上,的转速可以达到14000RPM。所以可以达到更好的分散湿磨效果。 第2由转定子组成。分散头的设计也很好地满足不同粘度的物质以及颗粒粒径的需要。在线式的定子、转子和批次式机器的工作头设计的不同主要在对输送性的要求方面,特别要引起注意的是:在粗精度、中等精度、细精度和其他一些工作头类型之间的区别不光是转子齿的排列,还有一个很重要的区别是不同工作头的几何学特征不一样。狭槽数、狭槽宽度以及其他几何学特征都能改变定子和转子工作头的不同功能。根据以往的惯例,依据以往的经验选取相应的工作头来满足一个具体的应用。在大多数情况下,机器的构造是和具体应用相匹配的,因而它对制造出终产品是很重要。当不确定一种工作头的构造是否满足预期的应用。 碳纳米管浆料高速研磨分散机(研磨机)和分散机组合而成的高科技产品。初由具有精细度递升的多锯齿突起和凹槽。定子可以无限制的被调整到所需要的与转子之间的距离。在增强的流体湍流下,凹槽在每都可以改变方向。第二由转定子组成。分散头的设计也很好地满足不同粘度的物质以及颗粒粒径的需要。碳纳米管导电油墨高速研磨分散机,碳纳米管浆料高速研磨分散机,纳米导电油墨高速研磨分散机,氟化碳纳米管高剪切研磨分散机,导电油墨分散机
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  • 碳纳米管和石墨烯性能表征系统随着纳米技术的不断发展,碳纳米管和石墨烯的性能越来越受到科研人员的关注。然而,对于碳纳米管和石墨烯性能表征一直是困扰碳纳米管和石墨烯技术研究和应用的主要障碍。目前,碳纳米管和石墨烯测量方法是光谱测量技术。相对其他测量方法,该技术主要有以下的优点: 1、较高灵敏度,即使碳纳米管和石墨烯的含量很低也能测量。2、较高测量精度,对碳纳米管的(n,m)分辨率很高3、对待测样品要求低,可直接分析含较多杂质的样品。4、测量设备相对简单,准备待测样品非常容易。 5、数据处理简单,测量结果无需考虑背景减除。对于碳纳米管和石墨烯的表征,虽然光谱测量技术有很大的优点,但是测量过程还是有些问题,如获取数据速度太慢,测量灵敏度不是很高,手工处理数据非常繁琐且容易出错等等。著名的碳纳米管专家美国莱斯大学的R. Bruce Weisman和Sergei M. Bachilo教授针对这些问题开发了碳纳米管专用的测量系统NS3,使得NS3系统成为碳纳米管和石墨烯专用测量系统,可对碳纳米管和石墨烯进行吸收、荧光和拉曼光谱测量。Nano Spectralyzer (NS3)系统NS3上的测量结果:碳纳米管的近红外发射光谱 应用领域:1. 测量碳纳米管(n,m)分布2. 监测碳纳米管和石墨烯品质的稳定性3. 测量化学反应和物理作用的动态过程主要特点:1. 高度集成化,体积小巧2. 操作简单,使用方便3. 仅需要很少的样品4. 高测量灵敏度和测量速度5. 简单的操作界面,全自动测量和数据分析6. 同时测量样品近红外波长的吸收和发射光谱7. 采用电制冷材料冷却近红外光谱探头,无需使用液氮主要技术指标:荧光光谱测量:可见区发射谱探测范围: 400-900nm近红外发射谱探测范围: 900-1600nm可选近红外发射谱探测范围: -2000nm吸收谱测量:紫外吸收谱探测范围: 210-450nm可见吸收谱探测范围: 400-900nm红外吸收谱探测范围: 900-1600nm可选红外发射谱探测范围: -2000nm 拉曼光谱测量:拉曼光谱探测范围: 150-3000cm-1激发光源波长: 532和/或671nm
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功能化碳纳米管相关的试剂

功能化碳纳米管相关的方案

  • 天津兰力科:功能化碳纳米管及其性质研究
    自1991年碳纳米管被发现以来,就吸引了众多科学家和研究学者的注意。根据其手性参数的不同,碳纳米管既可呈金属又可呈半导体的性质。由于单壁和多壁碳纳米管独特的结构、力学性能和电学性能,使其在材料和器件方面有着广泛的应用。本论文主要对碳纳米管膜的电学性质、压阻效应和电化学性质进行了研究。本论文首先讨论了对碳纳米管的不同酸处理方法,并用透射电镜图和傅立叶红外谱表征了处理前后的碳纳米管,结果发现经过酸处理后的碳纳米管的端头被打开,并接上了羧基,成为羧基修饰的碳纳米管。文章对不同管径的碳纳米管膜电阻率随温度的变化进行了测定,发现所有这些碳纳米管膜电阻率均随温度的上升而呈下降趋势,即表现出非金属性。建立了碳纳米管膜的导电模型,其电阻率随温度的变化趋势与实验相符合。计算了碳纳米管膜的激活能,结果表明,碳纳米管膜的激活能随着管径的增加而减小。该研究对碳纳米管膜的应用有很好的指导意义。对碳纳米管膜的压阻效应进行了实验研究。研究表明,未处理的和经化学处理的碳纳米管膜相比,在相同的应变下,经化学处理的碳纳米管膜的电阻变化要大于未处理的碳纳米管膜的电阻变化;而对不同管径的多壁碳纳米管膜的研究发现,在相同的应变下,管径越小,电阻相对变化率就越显著。压阻因子K和应变的关系并没有显示出很好的规律性,在相同的温度下,未处理的碳纳米管膜的压阻因子在开始的时候随着应变的增加迅速增大,而后又逐渐减小。然而经化学处理后的碳纳米管膜的压阻因子随应变增加一直增大,两个样品的压阻因子随温度的升高也有很大的增加;在室温下对不同管径的多壁碳纳米管膜的压阻效应的研究发现,管径较小的碳纳米管膜与管径较大的相比具有更好的压阻效应,文中还对压阻效应的机制进行了详细的讨论。采用硝酸处理的方法实现了对氮掺杂碳纳米管的羟基修饰,使其具有化学活性,碳纳米管电化学性质主要决定于碳纳米管膜活化能和碳纳米管表面的官能团两个重要因素。碳纳米管的微孔道结构和端头的活性基团对多巴胺的氧化有很强的催化作用。正是由于这些催化作用,碳纳米管电极可用于在微量多巴胺与大量抗坏血酸共存下的检测等,并表现出很高的灵敏性和选择性。
  • 利用 SP-ICP-MS对单壁碳纳米管进行分析
    SP-ICP-MS 提供了一种单壁碳纳米管金属含量的定量方法。使用金属杂质的含量可以推测单壁碳纳米管的计数浓度,有效拓展了ICP-MS在纳米材料领域的应用。另外,一旦金属含量已知,即可测定未知样品中的单壁碳纳米管浓度。这项研究的意义是可以在无需消解碳纳米管(一个冗长繁琐的过程)的情况下准确量化碳纳米管中的金属杂质。
  • 改性碳纳米管的XPS测定与分析
    碳纳米管以其独特的结构和优异的性能,在纳米、生物、能源、催化、电子材料等领域有很大的应用潜力。近些年随着碳纳米管及纳米材料研究的深入,其广阔的应用前景也不断地展现出来;目前碳纳米管的合成和应用已经成为材料科学研究的前沿热点。然而,由于其分散性以及与基体材料的相容性问题制约着碳纳米管材料的发展;为解决这两个问题,很多科研工作者致力于碳纳米管表面改性的研究,以提升其分散性和相容性。XPS作为一种表面分析技术,由于其表面敏感性,这就使XPS成为碳纳米管研究过程中一种必不可少的研究手段。本文通过ESCALAB Xi+对改性前后的碳纳米管进行检测分析,探索不同改性工艺获得的改性碳纳米管的结构与组成信息,文章中将详细介绍如何利用XPS准确的获得材料表面组成和化学态信息。

功能化碳纳米管相关的论坛

  • 碳纳米管消解仪器问题

    需求是测定碳纳米管中Fe和Ni的含量,但是碳纳米管常规方法无法消解,请问各位老师有没有什么好方法或者仪器可以做到?

  • 【转】单壁碳纳米管拉曼光谱的理论研究

    单壁碳纳米管拉曼光谱的理论研究(这是楼主在本科做SRTP时,在老师的帮助下利用计算机模拟碳纳米管的振动模式)碳纳米管的应用前景碳纳米管的导电性能与结构有关,不同结构的碳纳米管有可能是金属性的也有可能是半导体性的。电子在一维尺寸上表现出输运特性,其最为突出的特性可以归纳为以下三点:(1)纳米尺度形成的细微结构。一般单壁碳纳米管的直径在0.4~2nm,长度则可达数微米至数毫米,因而具有很大的长径比,是准一维的量子线。(2)纳米结构造就的特殊电学性质。碳纳米管的电学性质中最为特别的有5点:管的能隙(禁带宽度)随螺旋结构、直径变化;电子在管中形成无散射的弹道输运;电阻振幅随磁场变化的AB效应;低温下具有库仑阻塞效应和吸附气体对能带结构的影响。(3)碳碳键构筑的超高力学性能。碳纳米管的基本网格和石墨烯一样,是由自然界最强的价键之一,sp2杂化形成的C=C共价键组成,因此碳纳米管是所有已知最结实、刚度最高的材料之一。其轴向弹性模量目前从理论估计和实验测定均接近甚至超过石墨烯片。碳纳米管的强度极高,其独特的电学、力学和化学特性使它在下列方面具有广阔的应用前景。

  • 碳纳米管“鱼叉”能捕获单个脑细胞信号

    科技日报讯(记者常丽君)据美国物理学家组织网6月20日(北京时间)报道,美国杜克大学科学家开发出一种碳纳米管制成的“鱼叉”,可用于捕获单个脑细胞发出的信号。相关论文发表在6月19日的《公共科学图书馆·综合》上。 目前用于记录脑细胞信号的电极主要有两种:金属和玻璃。金属电极可用在活动物中,记录脑细胞群体活动峰值及其工作情况;玻璃电极既可用于检测峰值,也能检测单个细胞活动,但却脆弱易碎。以往实验中曾用过碳纳米管探针,但那种电极要么太厚会造成组织损伤;要么太短而限制了电极穿透深度,无法探测到内部的神经元。 最新研制出的碳纳米管“鱼叉”只有一毫米长、几纳米宽,可利用碳纳米管卓越的机电性能来捕获单个脑细胞的电信号。杜克大学神经生物学家理查德·穆尼和该校计算机科学与生物化学教授布鲁斯·唐纳德5年前开始合作,研究用纳米材料来缩小机械并改良探针。他们先以电化技术处理过的钨丝为基础,用自缠多壁碳纳米管延长它,制成了一毫米长的小棒,然后用聚焦离子束将纳米管磨锋利,使其一端逐渐变细到只有一根碳纳米管粗细,就像微小的“鱼叉”。杜克大学神经生物学家迈克尔·普拉特说:“这种碳纳米管‘鱼叉’结合了金属和玻璃电极的优点,无论是在脑细胞内外,它们都能记录良好,非常灵活而且不会碎,可以用来记录活动物的单个脑细胞信号。” 在穆尼的实验室,他们把“鱼叉”分别刺入小鼠脑组织切片和麻醉小鼠大脑中来实验,结果显示探针能传输脑信号,而且有时比传统的玻璃电极效果更好,信号中断的可能性更小。 新探针还能刺穿单个神经元,记录单个细胞的信号,而不是附近的一群神经元。唐纳德强调,这被称为细胞内记录,应是人们首次用碳纳米管在脑切片或完整脊椎动物大脑中记录单个神经元信号。 总编辑圈点 碳纳米管可用于研究单个神经细胞发出的信号,如今的成果就是极好的理论证明。这种对单个神经元信号及神经元之间相互作用的进一步挖掘,将会帮助我们更好地理解大脑的计算功能,从而弥补人类对自身“司令部”认知上的缺陷。从另一个角度看,杜克大学此次所采用的探针技术也十分有前途,可在多领域——包括从基础科学到人脑计算接口、脑组织假体等等方面都有着广泛应用,亦因此其进一步开发备受业界期待。 《科技日报》(2013-06-21 三版)

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  • 碳纳米管:个性十足的神奇材料
    p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 近日,中国科学技术大学化学与材料学院杜平武教授课题组,首次利用纳米管稠环封端“帽子”模板,构建出纵向切割的纳米管弯曲片段。这种通过三个弯曲型分子连接两个石墨烯单元的方法,可直接得到纳米笼状结构,为构建封端锯齿型碳纳米管提供了新思路。相关研究成果发表在最新一期《德国应用化学》上。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 无独有偶。几乎在同时,以研制出世界上第一颗原子弹而闻名于世的洛斯阿拉莫斯实验室的研究人员,使用功能化碳纳米管生产出首个能在室温下使用通信波长发射单光子的碳纳米管材料。神奇材料碳纳米管,为何如此受各国科学家追捧? /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 空间结构像“挖空的足球” /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 1985年,“足球”结构的C60一经发现即吸引了全世界的目光。将“足球”挖空,保持表面的五角和六角网格结构,再沿着一个方向扩展六角网格,并赋予平面网格以碳—碳原子和共价键,就形成了具有中空圆柱状结构的碳纳米管。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 碳纳米管是一种具有特殊结构的一维量子材料。其主要由呈六边形排列的碳原子构成数层到数十层的同轴圆管,层与层之间保持固定的距离,约0.34纳米,直径一般为2—20纳米。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " “可以将碳纳米管联想为头发丝,而实际上它的直径只有头发丝的几万分之一,即几万根碳纳米管并排起来才与一根头发丝相当。”杜平武教授告诉科技日报记者,作为典型的一维纳米结构,单层碳原子和多层碳原子网格卷曲而成的单壁与多壁碳纳米管,直径通常为0.8—2纳米和5—20纳米,目前报道的最细碳纳米管直径可小至0.4纳米。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 杜平武告诉记者,碳纳米管可以看做是石墨烯片层卷曲而成,因此按照石墨烯片的层数可分为:单壁碳纳米管和多壁碳纳米管。若依其结构特征,碳纳米管则可分为扶手椅形纳米管和锯齿形纳米管等几种类型。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 制备方法是挑战 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " “通常的碳纳米管制备方法主要有电弧放电法、激光烧蚀法、化学气相沉积法、固相热解法、辉光放电法、气体燃烧法以及聚合反应合成法等。”杜平武告诉记者,电弧放电法是生产碳纳米管的主要方法。1991年日本物理学家饭岛澄男就是从电弧放电法生产的碳纤维中首次发现的碳纳米管。“这种方法比较简单,但很难得到纯度较高的碳纳米管,并且得到的往往都是多层碳纳米管,而实际研究中人们往往需要的是单层碳纳米管。” /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " “随后科研人员又发展出了化学气相沉积法,在一定程度上克服了电弧放电法的缺陷,得到的碳纳米管纯度比较高,但管径不整齐,形状不规则。”杜平武说,后续逐步发展起来的固相热解法等,均受限于环境和条件。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " “碳纳米管的制备过程与有机合成反应类似,其副反应复杂多样,很难保证同一炉碳纳米管均为扶手椅形纳米管或锯齿形纳米管。”杜平武说,在强酸、超声波作用下,碳纳米管可以先断裂为几段,再在一定纳米尺度催化剂颗粒作用下增殖延伸,而延伸后所得的碳纳米管与模板的卷曲方式相同。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " “如果通过类似于DNA扩增的方式对碳纳米管进行增殖,那么只需找到少量的扶手椅形纳米管或锯齿形纳米管,便可在短时间内复制、扩增出数量几百万倍于模板数量的、同类型的碳纳米管。”杜平武说,这可能会成为制备高纯度碳纳米管的新方式。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 性能及尺寸超越硅基材料 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " “碳纳米管具有完美的一维管式结构,碳原子以碳—碳共价键结合,形成自然界中最强的化学键之一,因此轴向具有很高的强度和韧性。此外六角平面蜂窝结构围成的管壁侧面没有悬挂键,所以碳纳米管具有稳定的化学特性。”杜平武说,碳纳米管优异的性能表现在电学、热学和光学等方面,具有超越传统的导电、导热特性等等。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 2013年,斯坦福大学科学家制备了由平行排列的单壁碳纳米管为主要元器件的世界上最小“计算机”。近两年,碳纳米管电子器件的性能及尺寸又一次次被突破,势在超越并最终取代目前商用的硅基器件。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 碳纳米管还可以制成透明导电的薄膜,用作触摸屏的替代材料。且原料是甲烷、乙烯、乙炔等碳氢气体,不受稀有矿产资源的限制。碳纳米管触摸屏具有柔性、抗干扰、防水、耐敲击与刮擦等特性,可以做成曲面,已在可穿戴装置、智能家具等领域得到应用。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 碳纳米管还给物理学家提供了研究毛细现象的最细毛细管,给化学家提供了进行纳米化学反应的最细试管,科学家甚至研制出能称量单个原子的“纳米秤”。“我国在碳纳米管材料的基础研究方面处于领先地位,结构均一性的控制方法和理论不断创新,控制指标也逐年刷新。”杜平武说。 /p
  • 首个10纳米以下碳纳米管晶体管问世
    据美国物理学家组织网2月2日(北京时间)报道,来自IBM、苏黎世理工学院和美国普渡大学的工程师近日表示,他们构建出了首个10纳米以下的碳纳米管(CNT)晶体管,而这种尺寸正是未来十年计算技术所需的。这种微型晶体管能有效控制电流,在极低的工作电压下,仍能保持出众的电流密度,甚至可超过同尺寸性能最好的硅晶体管的表现。相关研究报告发表在最新一期的《纳米快报》杂志上。   很多科研小组都致力研发小尺寸的晶体管,以切合未来计算技术对于更小、更密集的集成电路的需要。但现有的硅基晶体管一旦尺寸缩小,就会失去有效控制电流的能力,即产生所谓的“短沟道效应”。   在新研究中,科研人员舍弃硅改用单壁碳纳米管进行实验。碳纳米管具有出色的电气性能和仅为直径1纳米至2纳米的超薄“身躯”,这使其在极短的通道长度内也能保持对电流的闸门控制,避免“短沟道效应”的生成。而IBM团队研制的10纳米以下碳纳米管晶体管首次证明了这些优势。   科学家表示,理论曾预测超薄的碳纳米管将失去对于电流的闸门控制,或减少输出时的漏极电流饱和,而这都会导致性能的降低。此次研究的最大意义在于,证明了10纳米以下的碳纳米管晶体管也能表现良好,且优于同等长度性能最佳的硅基晶体管,这标志着碳纳米管可成为规模化生产晶体管的可行备选。   工程师在同一个纳米管上制造出若干个独立的晶体管,其中最小一个的通道长度仅为9纳米,而这个晶体管也表现出了极好的转换行为和漏极电流饱和,打破了理论的预言。当与性能最佳,但设计和直径不同的10纳米以下硅基晶体管进行对比时,9纳米的碳纳米管晶体管具有的直径归一化(漏)电流密度,可达到硅晶体管的4倍以上。而且其所处的工作电压仅为0.5伏,这对于降低能耗十分重要。此外,超薄碳纳米管晶体管的极高效能也显示出了其在未来计算技术中大规模使用的潜力。   总编辑圈点   没人不爱便携。所以电子元件抗拒不了“越缩越小”的命运。但对于碳纳米管晶体管,性能和尺寸却在“闹矛盾”:既往理论认为,如果缩到了15纳米以下的长度,那载体有效质量相对于其它半导体来说,就太小了,从而非常容易就隧穿和渗入设备——不受控制,这是身为电子元件所最不被看好的。不过,现在工程师们搞定了它,据其论文讲,问题发生在碳纳米管金属触点的物理模型有所不足,而此前的研究均忽视了这一点,没人仔细观察电子在通过那小小交界处时发生了什么。
  • 化学所与索尼公司合作实现单壁碳纳米管选择性分离/富集
    自单壁碳纳米管被发现以来,其优异的电学性能引起了广泛的关注。但是,现有方法制备的单壁碳纳米管都是金属性管和半导体性管的混合物,两种管的互相影响会降低彼此的器件性能。为使金属性管和半导体性管各尽其用,而不是互相影响进而降低彼此的器件性能,单壁碳纳米管的分离/富集就显得尤为重要,并成为本领域一个亟待解决的瓶颈问题。   化学所有机固体院重点实验室与日本索尼公司先进材料实验室的科研人员合作,在单壁碳纳米管分离/富集领域取得了新进展,有关研究成果申请了发明专利并发表在近期的《先进材料》(Adv. Mater., 2009, 21, 813-816)上。   他们采用实验室常用的化学气相沉积装置(图1),在400摄氏度的高温下通入刻蚀性气体,从而实现了单壁管的选择性分离/富集。与当前广泛报导的溶液分离方法选择性反应(刻蚀)金属性碳管不同,这种气相刻蚀的方法选择性刻蚀半导体性单壁管(图2),被刻蚀的碳管转化为二氧化碳气体排出装置外,而金属性单壁管则被保留在了装置内。本方法对于不同直径范围的半导体管均有选择性刻蚀作用,尤其是对于直径小于1.18 nm半导体管,刻蚀效率高达90%。此外,本方法还具有成本低廉,操作方便,易于规模化及对金属性碳管破坏性小等优点,为大规模富集金属性单壁碳纳米管提供了一个新的思路。北京大学物理系相关教授还利用密度泛函法对选择性刻蚀进行了理论计算。     图1 用于气相刻蚀的电炉装置      图2 选择性分离前后碳管样品的Raman 光谱(a,b),及紫外可见近红外光谱(c,d)
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