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上海工程技术大学王大中团队《JPCC》:碳纳米管的切割方法与展望

发布日期:2021-08-13 18:46    点击次数:148

碳纳米管是一种一维纳米材料,主要由六方碳原子组成,形成几层到几十层的同轴圆管,根据其结构特点可分为扶手型、锯齿型和手性三种。碳纳米管由于其独特的结构、电学、化学和物理性质,在纳米科学和纳米技术领域受到越来越多的关注。碳纳米管具有很大的长径比、高模量、高强度、导电性、传热性和光学性能。此外,将碳纳米管切割成短的碳纳米管或石墨烯纳米带,在纳米科学和纳米技术中引起了越来越多的关注。虽然碳纳米管有很多优点,但也有局限性。对于许多特殊应用,碳纳米管的特定长度是必不可少的。因此,有必要对碳纳米管进行精确切割。但是,每种切割方法都有其优缺点,因此有必要深入了解切割方法所涉及的物理和化学过程。

近日,来自上海工程技术大学王大中教授的团队对碳纳米管切割的相关文献进行了梳理和总结,总结了切割方法和加工质量的最重要进展。特别注意最常见和最重要的物理切割、化学切割和物理/化学切割方法。重点介绍了单壁碳纳米管和多壁碳纳米管切割所涉及的物理化学过程。这些可以使该领域的研究人员对碳纳米管的切割方法、应用领域和切割质量评估有更深入的了解。最后,对基于碳纳米管的切割方法目前面临的技术挑战和未来的研究机遇进行了展望。相关论文以题为“Cuttingmethods and perspectives of carbon nanotubes”发表在Journalof Physical Chemistry C。

论文链接:

https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.1c01756

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图1. 碳纳米管切割方法的分类,以及应用领域和质量评价。

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图2. 超薄切片机制备短碳纳米管。

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图3. 电子束切割碳纳米管。

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图4. 碳纳米管的湿式切割法。

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图5. 碳纳米管的干式切割法。

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图6. 碳纳米管的光催化切割。

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图7. 电化学法切割碳纳米管。

总而言之,尽管这种“自上而下”的切割方法仍有许多障碍需要克服,但碳纳米管的切割和应用已经引起了广泛的关注。尽管碳纳米管的切割方法很多,所涉及的机理也不尽相同,但我们可以对切割后形成的短碳纳米管的质量作一些概括性的评价。因此,希望本文对短碳纳米管加工的总结可以帮助相关领域的研究人员更清楚地了解每种切割方法的优缺点,推动碳纳米管在在医药、电子器件、复合材料等领域的应用。(文:梦落闲谭)

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