碳纳米管

分层多孔纳米碳组件的 3D 微结构、孔模态和化学功能的工程化新方法是开发下一代功能性气凝胶和膜材料的关键。最近，利兹大学Robert Menzel教授团队通过碳纳米管（CNT）的界面驱动组装用来制造具有高度受控内部结构的结构定向气凝胶，由伪单层CNT微笼组成。CNT Pickering 乳液能够在根本不同的长度尺度上进行工程设计，从而分别通过 CNT 类型、CNT 数密度和过程能量来分离和单独控制微孔率、中孔率和大孔率。 此外，金属纳米催化剂（Cu、Pd 和 Ru）通过优雅的升华和冲击分解方法嵌…

随着集成电路的发展，摩尔定律逐渐失效，寻求硅以外的替换材料成为了整个信息产业的一大方向，其中碳纳米管就是一个十分有潜力的竞争者。但是国外的科研人员在采用传统的掺杂工艺制备碳纳米管晶体管的过程中遇到了极大的困难，即使是全球半导体领先厂商Intel公司也在2005年发表论文称，想要制备出性能超越硅基n型晶体管的碳纳米管器件是不可能的。 我国从2000年就开始了针对碳基电子学的研究工作。2007年，北京大学彭练矛院士、张志勇教授团队就提出了非掺杂制备碳纳米管CMOS器件的方法，制备出了第一个性能超过同…

超强超韧和超耐疲劳性能的材料在航空航天、军事装备、防弹衣、大型桥梁、运动器材、人造肌肉等众多领域都面临巨大的需求。碳纳米管是典型的一维纳米材料，也是目前已知的力学强度最高和韧性最好的材料，其宏观强度和韧性均比目前广泛使用的碳纤维和芳纶等材料高出一个数量级以上。然而，由于其小尺寸特性以及难以被测试的特点，单根碳纳米管的疲劳行为以及疲劳破坏机制研究是该领域长期未能搞清楚的难题。由于疲劳可以在应力水平远低于静态断裂强度的情况下发生，探究疲劳行为和潜在的破坏机制对于新材料的应用和长期可靠性评估具有重要意…

模拟神经元的感应模式将多种刺激（如应力、温度、湿度等）转化为电信号输出，是柔性传感器、可穿戴电子器件、人机交互和智能监测系统的核心部件。智能化工是新一代化学工业革命的主要推动力，从传统的数字化生产走向智能化制造已经成为不可逆转的工业发展方向，它可以实现生产过程中设备之间良好的信息交换，使各环节密切合作，保证产品质量，优化生产工艺，最大限度地减少产品的缺陷率。目前，基于数字化处理的在线检测系统已广泛应用于智能化工生产。然而，它仍是一个被动的监控系统致使信息传输滞后且需要巨大的财力、物力、人力投入，…

一种在三维碳纳米管（3D-CNT）支架上镀金属纳米粒子来制备柔性轻质弹性导体的新方法。 成果简介 开发用于各种可穿戴应用的柔性和导电材料很重要，而金属泡沫由于其壁厚，刚性和缺乏弹性而很少使用。本文，基于碳纳米管（CNT）的弹性三维支架（泡沫），开发具有超高孔隙率，弹性和坚固性的轻质金属泡沫的方法。通过将Pt颗粒沉积到CNT泡沫的内表面上，然后涂覆聚二甲基硅氧烷进行稳定来实现的。从几个Sm–1的原始CNT泡沫提高电导率到超过100Sm–1的电导率，压缩至70％时，低电阻得以完美维持。改进的弹性稳定…

碳纳米管具有良好的导电性、柔性、稳定性以及轻质等特点，是一种极具潜力的柔性可穿戴式电子材料。如今，人们已经实现了碳纳米管粉体的低成本、大批量制备，如果能将其制备成碳纳米管墨水的形式，那就可以通过打印、印染等方式实现碳纳米管基柔性电路的规模化制备。然而，碳纳米管墨水的开发依然面临如下核心挑战： 一、碳纳米管难以在水中实现稳定分散，通常需要加入表面活性剂，而后者具有潜在的安全风险并且会影响碳纳米管的导电性； 二、迄今为止，碳纳米管的生物安全性尚未明确，其潜在的毒性问题限制了其在可穿戴系统中的应用。 …

柔性电子器件在健康监测、传感皮肤、植入式器件等领域发挥着不可忽视的作用，其中，水凝胶由于其生物相容性、柔韧性以及人体组织般的机械性能而被认为是一种有吸引力的候选材料。通过整合导电填料，如碳纳米管（CNT）、石墨烯、金属纳米线和导电聚合物，这些水凝胶可以被赋予更好的电性能。 此外，为了很好地匹配皮肤和设备之间的相互作用，这些导电水凝胶中的一些还通过添加天然和合成粘合剂而具有粘合性能。尽管取得了许多进展，这些水凝胶由于其脆弱的性质，在保持良好的稳定性方面仍然面临着巨大的挑战。在实际应用中，不受控制的…

具有亚纳米孔径的合成膜是分离水中溶质过程的核心，如水的净化和脱盐。虽然这些膜工艺已经取得了巨大的工业成功，但最先进的膜选择性地从混合溶剂中分离单一溶质的能力是有限的。这种高精度的分离将提高当前水处理过程的可持续性，并为膜技术的新应用打开大门。耶鲁大学的Menachem Elimelech近期在Nature Nanotechnology上刊文，为设计新一代受离子选择性生物通道启发的单物种选择性膜的设计提供原则和指南。 作者综合实验和理论证据，为可选择单一溶质的新型亚纳米孔合成膜的设计提供了一个框架…

本文通过一种简便的原位水热法和冷冻干燥方法，开发制备出一种新型的碳纳米管/还原型氧化石墨烯气凝胶吸波材料。该气凝胶具有极低的密度，并在18–26.5 GHz频率范围内实现了极强的介电损耗能力。强吸收、宽吸收频带，轻薄的性能使得CNT/石墨烯气凝胶在电磁波吸收材料中具有很好的应用前景。 近年来，由于电子行业及无线电通信技术的飞速发展，电磁辐射对人体健康和环境的影响比以往增加了很多。为了减少电磁污染，电磁波吸收材料受到越来越多的关注，这种材料可以通过它们的固有的磁性和介电损耗去衰减电磁能量将其转化为…

近年来，超疏水表面在基础研究中引起了广泛的关注，呈现出许多潜在的应用价值，如防水、防粘、防污涂层，自清洁表面，吸附和油水分离等。超疏水表面的构建一般是通过调控接触表面的化学组成和微观结构两种方式协同实现。 而碳材料由于具备好的化学稳定性和高的力学强度受到人们的广泛青睐，进行了许多关于超疏水表面的研究。如利用1D碳纳米管构建纵向阵列结构形成超疏水涂层，利用2D的石墨烯性制备疏水泡沫以及利用石墨炔构建纳米壁增加表面的疏水性等。这些工作都是通过结构的改变构建超疏水的表面，但是未改性的表面使其很难实现超…