一种基于碳纳米管/高分子复合材料的流量控制致动器（英文）

利用超顺排碳纳米管/高分子复合材料设计和制造了一种半透明的流量控制致动器.这种致动器能够像阀门一样工作,展示了一种新颖的不需要沉重的机械传动装置就可以实现流体流速控制的方法.通过电功率(或电压)能够实现对流体流速的精确控制,或者截断流体.透过半透明的致动器壁,能够清晰的观察到流量控制的过程.这个致动器具有低驱动电压(6 V),良好的生物兼容性,良好的柔性和长的使用寿命(5000次循环以上)等优点,在仿生领域具有广阔的应用前景.     

导电型高分子/碳纳米管复合材料研究

介绍了作者课题组近年来在导电型高分子/碳纳米管(CNT)复合材料研究中若干有代表性的工作,我们从设计多相多组分体系角度出发,通过向单一高分子/CNT体系中添加包括无机粉体、有机高分子和第二种导电介质等第三组分来调控CNT在体系中的分布状态,以期建立提高复合材料的导电性能的技术方法,并研究了添加第三组分引致材料导电性能提...     

碳纳米管/壳聚糖复合材料

碳纳米管/壳聚糖复合材料是一种具有生物和光电双重功能的复合材料。本文在对碳纳米管和壳聚糖各种性质进行简单介绍的基础上,重点综述了碳纳米管与壳聚糖复合材料的各种复合方法、机理、主要应用以及存在的主要问题。     

响应性交联液晶高分子仿生致动器的研究进展

交联液晶高分子兼具液晶取向有序性和交联聚合物熵弹性等特点,能够以动态可调节和可逆的方式来模仿生物体的行为,在仿生器件、柔性机器人、智能表面、生物医药等领域具有良好的应用前景.本综述总结了近几年智能响应性交联液晶高分子在仿生致动器方面的研究进展,从响应性交联液晶高分子的结构和驱动机理出发,讨论了响应性交联液晶高分子的合成工艺、制备技术和成型方法,以及响应性交联液晶高分子对光、热、磁、湿度的响应.此外,介绍了响应性交联液晶高分子致动器在柔性机器人、人工肌肉、微流体运输等领域的应用.最后,对响应性交联液晶高分子的发展前景进行了展望.这项工作主要讨论了响应性交联液晶高分子,旨在为具有新颖功能和更有挑战性的智能微型致动器提供新的设计思路.     

取向碳纳米管/高分子新型复合材料的制备及应用

碳纳米管/高分子复合材料已经被广泛研究, 但长期以来存在一个共同而关键的挑战, 即碳纳米管无规聚集, 结构难以调控, 性能无法满足应用需要. 本工作提出了制备取向碳纳米管/高分子复合材料的一种新方法, 获得块状、膜状、纤维状复合材料, 制备的关键步骤是通过化学气相沉积法合成可纺的高质量碳纳米管阵列. 该方法简单易行, 具有较好的普适性. 由于碳纳米管取向排列, 复合材料具有优异的物理性能, 如碳纳米管取向后复合材料的机械强度和导电率可分别提高一个和三个数量级. 在此基础上, 进一步探讨取向碳纳米管/高分子复合材料作为新型电极在有机太阳能电池中的应用.     

尼龙/碳纳米管复合材料研究进展

碳纳米管(CNTs)由于其独特的结构,较高的长径比,较大的比表面积,且具有超强的力学性能和良好的导热性,已经证明是塑料的非常优异的导电填料,聚合物基碳纳米管复合材料可望应用于材料领域的多个方面,尤其在汽车、飞机及其它飞行器的制造等军事和商业应用上带来革命性的突破。本文介绍了碳纳米管的结构形态和碳纳米管的制备、纯化、修饰方法及聚合物基碳纳米管复合材料的制备、性能,并综述了近几年来尼龙/碳纳米管复合材料的研究进展及应用前景。     

聚苯乙烯/碳纳米管复合材料研究进展

聚苯乙烯/碳纳米管复合材料是近年来开发的新型聚合物基复合材料,具有独特的一维纳米管分散微结构,往往表现出比纯聚苯乙烯更好的机械力学性能、电学性能和热性能等,在诸多领域具有广泛的应用前景.本文首先简要介绍了碳纳米管的结构特点、制备与纯化和性能,然后重点阐述了聚苯乙烯/碳纳米管复合材料的几种制备方法、结构表征以及力学、电学和热性能等方面的研究进展,并对聚苯乙烯共聚物/碳纳米管复合材料的研究现状进行介绍.     

介电弹性体致动器的结构设计及应用

介电弹性体作为一种新型的电活性高分子聚合物,当受到电场的激励时会产生变形,撤销电场后能够恢复原状,具有将电能直接转换为机械能的特点。通过将其设计成具有不同结构的致动器,能够提高变形能力,并且满足不同的应用需求。本文介绍了介电弹性体致动器的致动机理,阐明了它们是能够以直线方式产生运动的线性致动器,在此基础上可设计出不同结构的致动器,主要归纳了各种介电弹性体致动器,从它们的性能特征、加工技术和潜在应用等方面进行了讨论。     

碳纳米管/聚合物复合材料

本文简要介绍了碳纳米管的纯化和表面改性方法,着重对碳纳米管/聚合物复合材料的制备方法、微观结构表征及其力学、电学、光学等性能的研究进行了综述;简述了此类复合材料在电学、电磁屏蔽材料及吸波隐身材料、纤维材料以及航天工业等领域的应用,探讨了该研究领域所面临的一些问题及今后的发展方向。     

碳纳米管/高分子复合导电材料的研究进展

从碳纳米管的电性质出发,对以它为填料的导电性复合材料的制备方法和研究进展进行了综述,同时简单介绍了导电性复合材料电性质转变现象的理论分析模型,最后对碳纳米管/高分子复合导电材料的研究前景作了一定探讨。     

碳纳米管基复合材料研究进展

碳纳米管基复合材料具有优良的性能,已在化学、化工、材料、生物、医学等领域受到广泛关注.本文主要综述了功能材料包覆碳纳米管的制备方法及其力学、磁学、光学、电化学等性质,以及当前研究的焦点和存在的问题.     

Carbon Nanotube@N‐Doped Mesoporous Carbon Composite Material for Supercapacitor Electrodes

Here, carbon nanotube@N‐doped mesoporous carbon (CNT@N‐PC) composites were synthesized by using resorcinol‐formaldehyde resin as carbon source, ionic liquids (ILs) as template, and nitrogen sources and tetraethyl orthosilicate (TEOS) as assistant agent. The use of ILs‐modified CNT with nitrogen and TEOS facilitated the generation of a richer mesoporous structure. The obtained CNT@N‐PC was composed of a CNT core and mesoporous carbon particles around it. CNT@N‐PC showed a 3D network structure like “dewy cobwebs” and had a high surface area of 857 m² g^?1, uniform pore size distribution (3.0 nm), and suitable N content (4.9 at.%). When used as supercapacitor electrode, the CNT@N‐PC exhibited a high specific capacitance (244 F g^?1 at 1 A g^?1), good rate capability and favorable capacitance retention (92.5 % capacitive retention after 5000 cycles), demonstrating the potential for application in high‐performance supercapacitors.     

Engineered Molecular Chain Ordering in Single‐Walled Carbon Nanotubes/Polyaniline Composite Films for High‐Performance Organic Thermoelectric Materials

Single‐walled carbon nanotubes (SWNTs)/polyaniline (PANI) composite films with enhanced thermoelectric properties were prepared by combining in situ polymerization and solution processing. Conductive atomic force microscopy and X‐ray diffraction measurements confirmed that solution processing and strong π–π interactions between the PANI and SWNTs induced the PANI molecules to form a highly ordered structure. The improved degree of order of the PANI molecular arrangement increased the carrier mobility and thereby enhanced the electrical transport properties of PANI. The maximum in‐plane electrical conductivity and power factor of the SWNTs/PANI composite films reached 1.44×10³ S cm^?1 and 217 μW m^?1 K^?2, respectively, at room temperature. Furthermore, a thermoelectric generator fabricated with the SWNTs/PANI composite films showed good electric generation ability and stability. A high power density of 10.4 μW cm^?2 K^?1 was obtained, which is superior to most reported results obtained in organic thermoelectric modules.     

碳纳米管对羟基磷灰石基复合材料力学性能的影响

将力学性能优良的碳纳米管(CNTs)与羟基磷灰石(HA)生物陶瓷相复合,发展CNTs/HA复合材料来应用于骨组织修复领域,有望解决HA生物陶瓷力学性能的不足.通过3种不同的制备方法,即通过表面活性剂将CNTs分散在HA基体中、通过酸碱中和反应将CNTs与HA共沉淀以及通过体外浸泡在CNTs上矿化生长HA等方法来获得CNTs/HA复合材料.深入研究CNTs的表面结构和分散状态对CNTs/HA复合材料力学性能的影响.结果表明,CNTs的添加改变了HA的脆性,导致复合材料抗压力学性能得到提高.但是,由于复合材料制备方法的不同,导致CNTs在HA基体中的分散状态、表面结构的完整性以及与HA的界面结合情况不同,导致其抗压力学性能不同.其中,通过表面活性剂将CNTs分散在HA基体中而获得复合材料的抗压力学性能表现最好,而CNTs与HA通过共沉淀法所获得复合材料的抗压力学性能表现最差.     

还原氧化石墨烯-多壁碳纳米管复合膜负载金纳米粒子修饰玻碳电极检测双酚A

以水合肼为还原剂,采用均相还原法制备还原氧化石墨烯-多壁碳纳米管复合材料(rGO-MWCNTs),通过滴涂法将其修饰到玻碳电极(GCE)表面.以此复合材料为载体,采用电化学方法制备了金纳米粒子-还原氧化石墨烯-多壁碳纳米管复合膜修饰电极(AuNPs-rGO-MWCNTs/GCE).通过扫描电镜(SEM)、EDS能谱技术和电化学方法对此电极进行了表征.研究了双酚A在修饰电极上的电化学行为.结果表明,此电极对双酚A的电极过程具有良好的电化学活性,在0.10 mol/L PBS溶液(pH 7.0)中,微分脉冲伏安法测定双酚A的线性范围为5.0 × 10-9~1.0 × 10-7 mol/L和1.0 × 10-7~2.0 × 10-5 mol/L,检出限为1.0 ×10-9 mol/L(S/N=3). 将此电极用于模拟水样和超市购物小票样品中双酚A含量的测定,加标回收率分别为97%~110%和98%~104%.     

Graphene Oxide/Carbon Nanotube Composite Hydrogels—Versatile Materials for Microbial Fuel Cell Applications

Carbonaceous nanocomposite hydrogels are prepared with an aid of a suspension polymerization method and are used as anodes in microbial fuel cells (MFCs). (Poly N‐Isopropylacrylamide) (PNIPAM) hydrogels filled with electrically conductive carbonaceous nanomaterials exhibit significantly higher MFC efficiencies than the unfilled hydrogel. The observed morphological images clearly show the homogeneous dispersion of carbon nanotubes (CNTs) and graphene oxide (GO) in the PNIPAM matrix. The complex formation of CNTs and GO with NIPAM is evidenced from the structural characterizations. The effectual MFC performances are influenced by combining the materials of interest (GO and CNTs) and are attributed to the high surface area, number of active sites, and improved electron‐transfer processes. The obtained higher MFC efficiencies associated with an excellent durability of the prepared hydrogels open up new possibilities for MFC anode applications.

     

硫/介孔碳复合正极材料的制备与表征

以经加热处理的单质硫与由模板法制备的介孔碳合成一种硫/介孔碳复合材料(S/C).结构和电化学性能测试表明,介孔碳能有效提高硫电极的电化学反应活性、限制硫电极中间产物在电解液中的溶解流失,从而使S/C复合电极具有高的比容量、良好的倍率放电性能和稳定的循环性能.在800mA/g的高电流密度下,硫电极的首周放电比容量达到1234mAh/g;循环100周后,比容量仍保持在800mAh/g以上.     

碳纳米管对羟基磷灰石基复合材料力学性能的影响

将力学性能优良的碳纳米管(CNTs)与羟基磷灰石(HA)生物陶瓷相复合,发展CNTs/HA复合材料来应用于骨组织修复领域,有望解决HA生物陶瓷力学性能的不足。通过3种不同的制备方法,即通过表面活性剂将CNTs分散在HA基体中、通过酸碱中和反应将CNTs与HA共沉淀以及通过体外浸泡在CNTs上矿化生长HA等方法来获得CNTs/HA复合材料。深入研究CNTs的表面结构和分散状态对CNTs/HA复合材料力学性能的影响。结果表明,CNTs的添加改变了HA的脆性,导致复合材料抗压力学性能得到提高。但是,由于复合材料制备方法的不同,导致CNTs在HA基体中的分散状态、表面结构的完整性以及与HA的界面结合情况不同,导致其抗压力学性能不同。其中,通过表面活性剂将CNTs分散在HA基体中而获得复合材料的抗压力学性能表现最好,而CNTs与HA通过共沉淀法所获得复合材料的抗压力学性能表现最差。     

碳纳米管含量对炭炭复合材料组织及力学性能的影响

炭纤维上原位合成了均匀生长且具有伸张形貌的碳纳米管,借助化学气相渗透制备了碳纳米管增强的炭炭复合材料,研究了不同含量的碳纳米管对炭炭复合材料组织和力学性能的影响。结果表明：炭纤维上生长碳纳米管改变了热解炭的沉积行为,诱导了各向同性热解炭的生成,且随着碳纳米管含量的增加,各向同性热解炭的厚度增加,但是复合材料的d002值却明显降低。微量的碳纳米管即可显著提高复合材料的力学强度,随着其含量的增加,复合材料的力学强度和模量迅速提高,但材料的断裂行为却急剧恶化,断裂模式由最初的假塑性断裂转变为脆性断裂。     

A Selective Simultaneous Determination of Levodopa and Serotonin Using a Glassy Carbon Electrode Modified with Multiwalled Carbon Nanotube/Chitosan Composite

A glassy carbon electrode (GCE) modified with carbon nanotube/chitosan (MWCNTs‐CHT/GCE) was used for the sensitive voltammetric determination of levodopa (Lev) and serotonin (Ser). The measurements were carried out using cyclic voltammetry (CV), differential pulse voltammetry (DPV) and chronoamperometry (CA). Under the optimum conditions the electrode provides a linear response versus Lev and Ser concentrations in the range of 2.0–220.0 µM and 0.5–130.0 µM, respectively, using DPV. The modified electrode was satisfactorily used for determination of Lev and Ser in human serum and urine with satisfactory results.