运用功能化修饰的碳纳米管针尖测量配体-受体的作用力

电弧法自制碳纳米管原子力显微镜针尖,对其末端进行功能化修饰,然后测量配体-受体之间的作用力。运用没有功能化修饰的碳纳米管针尖与修饰有亲和素分子的基底进行接触测量时,没有粘滞力出现;而运用末端修饰生物素分子的碳纳米管针尖测量时,有粘滞力产生。功能化的碳纳米管针尖直接测得的粘滞力均大约200pN,此值符合一对配体生物素和受体亲和素之间的作用力。这一结果很难用传统的针尖获得,功能化修饰的碳纳米管针尖能够克服传统针尖在力测量中的局限,在生物学和化学领域有着广泛的应用前景。     

定位生长法制备AFM单壁碳纳米管针尖

采用粘性胶状物作为生长单壁碳纳米管(SWNTs)的催化剂前驱体, 在原子力显微镜下驱动废旧的硅探针粘附该种胶状物,随后进行化学气相沉积(CVD), 实现了SWNTs在硅探针末端的定位生长, 成功地制备出了SWNT针尖. 对SWNTs及SWNT 针尖进行了表征, 并对针尖的稳定成像条件进行了分析. 结果表明, 针尖一般由5-10 nm 的SWNT 管束构成, 伸出长度仅为几百纳米, 受热振动影响较小, 无需后处理即可稳定地成像, 成像分辨率与新的硅探针相当.     

中分子毒素在碳纳米管上的吸附

研究了两种不同形态的碳纳米管(随机生长多壁碳纳米管(MWCNTs)及定向生长多壁碳纳米管(ACNTs))对典型中分子毒素的吸附性能. 并与两种现有商用血液灌流吸附材料(活性炭(AC)及大孔吸附树脂(MR))进行了对比. 结果显示, 碳纳米管(CNTs)具有优异的中分子吸附能力, 其中MWCNTs对典型中分子毒素的吸附量可达47.18 mg·g-1, 为活性炭的10.8倍, 为大孔吸附树脂的5.5倍. 此外, 碳纳米管的吸附非常迅速, 中分子毒素在MWCNTs及ACNTs达到吸附平衡的时间仅为10 min和15 min, 而活性炭及大孔吸附树脂则分别需要60 min及120 min. 碳纳米管优异的吸附性能得益于其独特的微观结构所形成的发达的中孔. 因此, 碳纳米管可望成为高效的吸附材料, 应用于血液灌流中.     

巴基管涂层金刚石薄膜的成核率与生长速率研究

本文对热丝ＣＶＤ法沉积金刚石的形成过程进行了研究，建立了以巴基管为涂层在硅片上学积金刚石薄膜的成核率以及生长速率随时间的曲线，由此得出金刚石晶粒的成核经历孕育期，快速增长期和饱和期这三个连续的阶段，随后膜层继续生长增厚的速度逐渐趋于恒定。     

大面积N-掺杂定向碳纳米管阵列的制备与表征

采用无模板的化学气相沉积(chemical vapour deposition，CVD)法，以二甲苯和乙二胺为反应物，二茂铁为催化剂，以石英玻璃为衬底，制备了大面积、垂直于石英衬底生长、掺杂N的定向碳纳米管阵列。扫描电镜检测表明制备的定向碳纳米管阵列具有很好的定向性，而且管身平直。高分辨透射电镜的检测表明制备的碳纳米管具有较好的石墨化程度和较高的纯度，首次在碳纳米管内腔中发现了原位生长的“类富勒烯”结构。拉曼光谱的检测表明制备的定向碳纳米管阵列中含有大量的单壁碳纳米管。X射线光电子能谱检测表明N原子成功地被掺进了碳纳米管中，而且N原子的百分比随着碳源中N原子浓度的增加而增加，当碳源中n_C∶n_N比为1∶1的时候，在掺杂的碳纳米管中N原子的物质的量分数可以达到2.51%。     

ACNT/C纳米复合材料导热性能及其机理的初步研究

以定向碳纳米管(ACNT)阵列为骨架, 利用化学气相渗(CVI)工艺制备了新型的定向碳纳米管/碳(ACNT/C)纳米复合材料. 导热性能测试结果表明, 密度为1.47 g/cm3的ACNT/C纳米复合材料的热扩散系数和热导率均比相同工艺条件下密度为1.50 g/cm3的传统C/C复合材料高4～6倍; 经过2 500 ℃热处理, ACNT/C的热导率接近140 W/(m·K), 而C/C仅为40 W/(m·K)左右. 这主要是由于CNT对热解炭结晶存在诱导作用, 同时特殊的准一维结构也减少了热扩散时“声子”的散射.     

碳纳米管表面沉积铂及其质子交换膜燃料电池的性能

研究了在碳纳米管表面上沉积金属铂的新工艺,并对以Pt/CNTs为催化剂的质子交换膜燃料电池的性能进行了测量.实验结果表明,这种新的沉积方法能够在碳纳米管表面沉积上得到尺寸细小(3nm左右）、分布均匀的铂颗粒.并且得到的Pt/CNTs在质子交换膜燃料电池中表现出良好的催化性能.     

碳纳米管/聚乙烯复合材料薄膜紫外线透过性能的研究

阳光中的紫外线是引起高分子材料老化的最主要因素,高分子材料被紫外线照射后发生一系列的光化学反应,导致材料变色、变脆、透明度下降和力学性能降低,缩短了其使用寿命,长期以来,围绕紫外光对高分子材料老化作用的问题,科学工作者进行了广泛的观测和研究。结果表明,在高     

用气相传输法生长C60单晶

本文采用气相传输方法，以氦气作为传输载体，生长了线度为毫米量级的Ｃ６０单晶体。Ｘ射线衍射分析结果证明，该单晶为ｆｃｃ结构，晶格常数为１．４１４９ｎｍ。分析表明，Ｃ６０晶体的形核方式与金属形核类似，其生长方式为台阶式生长。     

碳纳米管原子力显微镜针尖对脱氧核糖核酸高分辨率成像研究

运用自制的碳纳米管原子力显微镜针尖,在液体中观察了脱氧核糖核酸（DNA）分子的精细结构。结果表明,运用碳纳米管针尖获得的DNA分子的高度与电子显微镜的结果非常接近,且没有造成样品的变形损伤;碳纳米管针尖得到的DNA分子的宽度与真实值相近,减小了原子力显微镜成像的增宽效应,这是用传统的硅针尖无法获得的。DNA分子精细结构的高分辨率图像的获得为研究其功能提供了有价值的信息。