石墨烯纳米带的可控制备研究进展

石墨烯纳米带是宽度为纳米尺度的石墨烯条带,根据其边缘构型的不同可以分为锯齿型石墨烯纳米带和扶手型石墨烯纳米带.纳米尺度导致的量子限域效应和边缘构型引起的边缘效应能够调节石墨烯纳米带的电子结构,打开石墨烯的带隙.而且,石墨烯纳米带具有极大的长宽比和极高比例的边缘原子,为通过结构裁剪实现功能定制提供了无限可能.这些几何和电子结构特性使得石墨烯纳米带在电子器件等诸多领域比石墨烯具有更大的应用潜力,因此,石墨烯纳米带的相关研究一直是纳米材料领域的热点.基于此,本综述首先介绍了石墨烯纳米带的结构和性质,全面介绍了石墨烯纳米带的制备方法,相应的制备方法可以分为两部分:(1)自上而下法:通过等离子体、离子束、扫描隧道显微镜和金属纳米颗粒对石墨烯和碳纳米管进行刻蚀和切割,制备石墨烯纳米带.该方法面临最大挑战在于如何提高刻蚀和切割精度.(2)自下而上法:利用含碳前驱体,如有机化合物、碳氢化合物气体以及碳化硅等,制备石墨烯纳米带.该方法利于实现原子精度的结构控制,尤其是化学气相沉积法有望实现低成本、规模化制备.最后展望石墨烯纳米带研究的挑战和前景.我们相信,随着材料和技术的创新发展,石墨烯纳米带必将成为一...     

石墨烯纳米带

近年来,一种新型的准一维石墨烯基材料即石墨烯纳米带(graphene nanoribbons, GNRs)受到广泛关注,限域的宽度和丰富的边缘构型使其具有许多不同于二维结构大面积石墨烯的性质和应用。本文介绍了GNRs特殊的边缘效应以及由此产生的电学、磁学等特殊性质,在此基础上进一步介绍了GNRs典型的制备方法、缺陷种类、掺杂和化学改性等,并对功能化的GNRs的应用进行了展望。     

孔洞石墨烯纳米带的电子输运性质

基于密度泛函理论的计算模拟, 对含有孔洞的zigzag型石墨烯纳米带(N=17, N为碳链数目)结构进行优化, 进一步计算得到体系存在不同孔洞时的电子输运性质. 研究结果表明: 当存在单个孔洞时, 体系的导电性不仅与量子限域效应有关, 还受到孔洞对称性的束缚, 且斜向对称比纵向对称受到的束缚更大; 对于双孔洞的情况, 由于孔洞间的耦合作用, 体系的导电性在较大距离范围内大体上随孔洞间距的增大而增强, 同时会出现一些量子现象, 这可用一维对称双势垒模型来解释.     

含偶氮苯侧链分子刷聚合物的合成及其光响应自组装

分子刷聚合物伸展的高分子主链、高密度的侧链和较低的侧链空间缠结,使其展现出独特的流变学、力学性能和特殊的分子聚集状态,在纳米技术、表面科学等领域有着广泛的应用前景.基于同时含有2-羰基溴与炔基基团的大分子试剂聚2-((2-溴代丙酰氧基)甲基)丙烯酸丙炔酯,引发偶氮苯丙烯酸酯单体的原子转移自由基聚合(ATRP)与叠氮功能...     

高温液相还原法制备钴纳米晶及其二维有序阵列

由于小尺寸效应,纳米晶具有独特的电、磁、光学和结构性质,因而在材料领域具有广阔的应用前景,例如,利用磁性金属和半导体纳米晶对尺寸敏感的特性进行超高密度信息磁存储及微电子技术的应用研究．但表面原子的巨大剩余成键能力使其倾向于相互团聚并长大,只有实现纳     

光驱动无机纳米晶自组装研究获进展

<正>近期,中科院理化技术研究所超分子光化学研究中心研究员张铁锐、国家纳米中心研究员唐智勇以及美国马里兰大学聂志宏教授合作发展了一种新的通用性光驱动组装方法,得到了尺寸小于50 nm的囊泡状组装体。相关研究结果发表在国际材料领域期刊《先进材料》上,并被选为当期"内封面"向读者重点推荐。利用无机纳米晶作为组装基元设计制备新型功能材料具有重要的科学意义。囊泡状微球由于其空     

双极四齿配体的合成及其超分子聚合物共振光散射法测定锰

锰是人体必需的微量元素之一;但摄入过量的锰也会导致中毒甚至死亡,所以开发一种低成本、高灵敏度、操作简便的检测锰离子的新方法显得尤为重要。该文采用水杨醛和3,3′-二氨基联苯胺合成双极四齿主体配体Bis-salophen,再用3,3′-二氨基联苯胺作为客体配体,通过自组装,利用共振光散射(Resonance light scattering,RLS)技术实现对Mn~(2+)的检测。利用软件Visual Minteq模拟不同酸度下的锰离子形态,实验研究表明,在缓冲溶液为Tris-HCl、酸度为pH 7.5、反应温度为20℃、反应时间为15 min的优化条件下,RLS强度与Mn~(2+)浓度在0.4～6.0 nmol/mL范围内呈良好的线性关系,回归方程为I_(RLS)=270.64 c(nmol/mL)+1 530.21,相关系数(r)为0.999 4,检出限为0.13 nmol/mL,并已成功应用于湘江水样和生活用水中锰离子的检测。     

超分子树枝聚合物的起源与发展

超分子树枝聚合物起源于聚合物链结构的2个重要进化(树枝链和超分子),是通过建筑模块在芯、支化单元或表面的分子自组装(非共价键连接)生成的树枝聚合物,具有独特的结构特征和新颖的物理、化学等功能。超分子树枝聚合物的进一步自组织可形成液晶态或柱状体等有序结构。超分子树枝聚合物可分为氢键型、金属配位型、π-π堆叠型、离子型、拓扑型(含轮烷和索烃结构)、混合型(含2种或2种以上不同非共价键)等类型。本文综述各种类型超分子树枝聚合物的合成、结构、聚集态和应用。     

表面合成异质原子掺杂的石墨烯纳米带

超高真空环境下,通过自下而上的方法原子级精确合成石墨烯纳米带是打开石墨烯带隙的重要方法。合理地设计带有异质原子(如硼、氮、氧等)的前驱体分子可以合成异质原子掺杂的石墨烯纳米带。掺杂的异质原子可以显著地调制石墨烯纳米带的电学、磁学等物理化学性质,并且调控的效果与异质原子的种类、位置、密度等密切相关。本文综述了近些年来利用分子束外延方法,在表面上合成异质原子掺杂的石墨烯纳米带的研究进展,同时对掺杂石墨烯纳米带的应用前景进行了展望。     

聚合物纳米杂化材料的控制合成、自组装及功能化

聚合物纳米杂化材料的制备及功能化是当前国际前沿研究课题之一.特殊结构的聚合物可以通过分子间特殊相互作用,在纳米尺度上自发地组装成具有特殊结构和形态的集合体,这类材料在新材料、电子以及生物医学等领域具有广泛的应用前景.本文介绍国内外,特别是厦门大学在双亲性分子及嵌段共聚物的模板自组装、基于POSS单体纳米构筑单元以及POSS嵌段聚合物自组装的有机/无机纳米杂化材料、模板控制导电高分子材料纳米形态构筑等领域材料的可控合成和组装,与此同时对相关材料的性能及功能化应用进行了简要的讨论.     

纳米尺度的消化熟化及其在单分散纳米材料制备中的应用

近年来，消化熟化方法已经被广泛采用来制备单分散纳米粒子，特别是在制备亚10 nm的小尺寸纳米粒子方面具有显著优势.但是，目前国内尚未发现关于此方法的中文文献报道，影响了部分国内学者对消化熟化方法的认识和应用.因此，从纳米尺度的消化熟化现象的发现过程和机理的提出开始，分析了沉淀反应前驱物、消化熟化剂种类、热处理温度和时间、溶剂类型以及其他因素对消化熟化现象的影响，介绍了基于颗粒表面带电与曲率效应、颗粒表面与配体分子层的相互作用以及消化熟化过程中的竞争反应平衡等因素的理论模型和研究结果，阐述了消化熟化法在制备金属纳米粒子、合金纳米粒子、金属氧化物和硫族化合物量子点以及其他纳米粒子等单分散纳米材料中的应用，最后展望了消化熟化法制备的单分散纳米粒子在纳米组装和多相催化等领域的应用.     

α-环糊精/聚乙二醇自组装超分子纳米药物载体

研究了一种新型超分子纳米药物载体的制备方法及其药物释放性能. 将α-环糊精(α-CD)穿入肉桂酸改性的PEG分子链形成包含复合物(inclusion complex, IC), 通过超分子自组装成为纳米粒子. 将抗肿瘤药物阿霉素负载到纳米粒子中, 研究药物释放行为及其对肿瘤细胞的抑制效果. 以核磁共振(1H NMR)、X射线衍射(XRD)、紫外吸收光谱(UV)、动态光散射(DLS)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和原子力显微镜(AFM)表征了纳米粒子的结构和形貌, 用激光共聚焦显微镜(Confocal)研究了载药纳米粒子在细胞内的分布及其对肿瘤细胞的抑制效果. 结果显示超分子纳米粒子具有很好的生物相容性和药物缓释作用, 载药纳米粒子对肿瘤细胞具有很好的杀伤效果.     

石墨烯/三聚氰胺甲醛树脂的层状自组装及性能

以三聚氰胺(MA)和甲醛为原料,添加氧化石墨烯(GO),通过原位聚合法制备了环境友好的石墨烯/三聚氰胺甲醛树脂(GE/MF)纳米导电复合材料.采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)、X-射线衍射(XRD)及场发射扫描电子显微镜(FESEM)分析了复合材料的结构和形貌.通过高阻仪和热重分析仪研究了石墨烯对三聚氰胺甲醛树脂导电性和热稳定性的影响,并检测了其甲醛含量.结果表明,超声剥离之后的GO与三聚氰胺甲醛树脂自组装形成了"三明治"夹层结构的复合材料,在GO被还原成GE的同时,大大降低了产品中游离甲醛含量,提高了复合材料的导电性和热稳定性.     

Pb-Sn合金纳米微粒的液相分散法制备及性能研究

In the presence of stearic acid, the surface modified Pb-Sn alloy nanoparticles were prepared through the liquid phase dispersion method in liquid paraffin. The morphologies and structures of the material were characterized by TEM, XRD, DTA and TG. The results indicate that the samples have an average diameter of 20 nm, with Pb-Sn structure and oxide shell, and have at least 12% organic covered layer. The tribology test indicates that, when the concentration of Pb-Sn alloy nanoparticles as additives in lubricating oil is between 0.25%～0.75%, the improved tribological properties are achieved.     

聚合物分散液晶(PDLC)材料的光聚合反应

以Ar+激光器为光源, 采用虎红、 N-苯基甘氨酸、二季戊四醇羟基五丙烯酸酯和乙烯基吡咯烷酮分别作为光引发剂、共引发剂、预聚物和稀释剂, 与液晶材料TEB30A结合, 通过光聚合反应, 制备了聚合物分散液晶(PDLC), 用紫外光谱和荧光光谱对其反应机理进行了分析. 实验结果表明, PDLC是通过光引发剂吸收光子能量后与共引发剂相互作用, 形成自由基中间体并引发聚合反应, 使预聚物与液晶产生相分离形成的.     

多重氢键超分子聚合物

超分子聚合物是通过单体单元间的可逆非共价作用(包括氢键、π-π相互作用和金属配位作用等)形成的,由于非共价键的方向性和强度,这类聚合物显示了许多有趣的功能,例如刺激响应性和纳米结构自组装.本文总结了近三年来多重氢键超分子聚合物在改善聚合物性能、形成复杂分子构造、自组装纳米结构等方面的作用,并对超分子聚合物的应用进行了展...     

中国超分子聚合物的研究与动态

超分子聚合物是高分子科学与超分子科学交叉的研究方向.超分子聚合物的研究在中国引起了学术界的广泛兴趣,中国的学者们对推动此研究领域的发展做出了贡献,并在新的超分子聚合方法、可控超分子聚合以及功能超分子聚合物等方面取得了一系列重要的创新成果.本文总结和评述了中国超分子聚合物的研究与动态,并展望了超分子聚合物化学、超分子聚合物物理、超分子聚合物表征及功能超分子聚合物的未来发展.     

表面功能化聚苯乙烯纳米微球的制备及自组装

用乳液聚合的方法合成了表面富含羧基的聚苯乙烯纳米微球，采用热分析、红外、透射电镜和X射线粉末衍射仪等对其进行了结构和性能表征;并用自组装的方法将其在玻璃表面组装成膜.考察了制备条件，通过对自组装薄膜原子力显微镜形貌图的分析，确立了最佳组装方案.     

高分子自组装Mn2O3花瓣状纳米带、纳米线的研究

通过控制热处理工艺条件, 利用Mn(CH3COO)2和具有特殊空间构型的聚乙烯醇(PVA), 在600 ℃合成了类花瓣状Mn2O3纳米带和纳米线结构. SEM, XRD表征分析证明Mn2O3纳米带结构为方铁锰矿晶型结构, 沿(222)方向择优生长. 分析了热处理工艺对一维纳米结构的影响机制. 初步探讨了Mn2O3一维纳米结构的生长机理.     

科学家制成高质量石墨烯纳米带

<正>一支由法、美、德三国研究机构和大学组成的国际研究团队近日利用新方法合成了高质量石墨烯纳米带,并成功在室温下验证了其非凡的导电性能。这种纳米带为新型电子设备的研发开创了新的发展空间。相关研究刊登在《自然》杂志网站。石墨烯是一种由单层碳原子组成的材料,拥有众多极为特殊的物理特性,室温下电子在石墨烯材料中的移动速度是硅导体的200倍。此前的研究已经证实,碳纳米管(由石墨烯卷曲而成的圆筒结构)