蔚山国家科学技术研究所 图1
场发射-扫描电子显微镜图像的铜纳米粒子和合成的类金刚石碳纤维膜,以及一个单一纳米纤维的高分辨率透射电子显微镜图像
学分:罗德尼·S教授
鲁夫(IBS CMCM,UNIST 由杰出的罗德尼教授领导的国际研究团队
美国国立科技大学基础科学研究所多维碳材料中心的鲁夫(化学系)合成了一种由密集排列的类金刚石碳纳米纤维组成的薄膜
正如最近发表在《ACS Nano》杂志上的一篇文章所述,研究人员指出,这种新的碳材料具有高浓度的四价结合碳(类金刚石纳米纤维有许多C原子,还有四个其他原子与之结合;这也被称为“sp3键合碳”)
“类金刚石碳纳米纤维膜是通过在乙炔和氢气中加热基底上直径几纳米的铜纳米颗粒合成的,”基·李翰说
“合成纤维密度很高,形成了一层薄膜
这些密集堆积的纳米纤维也可以被分离成粉末形式,这可能扩大它们的应用
" 在这项研究中,研究小组能够确定影响纳米纤维堆积密度的参数,即氢气浓度和铜纳米粒子催化剂尺寸
通过调整这些参数,可以显著提高堆积密度,从而形成弯曲薄膜
各种技术,如x光电子能谱、固态核磁共振、元素分析和拉曼光谱,这些类金刚石纳米纤维中的元素组成和化学键结构,发现sp3键合的碳原子(sp3: sp2碳原子比约为2)占主导地位(sp2键合的碳原子连接到三个其他原子上,而不是四个——如石墨烯和石墨——而在金刚石中,所有的碳原子都是“sp3键合的”)
使用拉曼光谱和元素分析测定纳米纤维中约25-50原子%的氢含量
“由于SP3-碳含量高,这种材料不同于其他气相生长的碳纳米纤维,包括纳米管(主要由堆叠的石墨烯层组成)和sp3: sp2碳比为约0
25,”孙华利解释道
电阻率(1
2 0
1×106ω·cm—电绝缘),密度(2
5 0
2g·cm-3;钻石的密度是3
5 g cm-3),表面积(28±0
测定了化学惰性和对各种液体的润湿性
这些性能与报道的大多数类金刚石碳膜相似或“更好”,但是发现这种类金刚石碳纳米纤维膜的机械性能与传统的连续类金刚石碳膜完全不同,因为它由纳米纤维组成
“我们发现了一种新的碳形式,人们可能会期望我们的工作能够激励其他人也沿着这条研究道路进一步研究,”杰出的教授鲁夫说
“我们从事新碳材料等基础科学研究,我们对最终获得纯金刚石纤维感兴趣,同时对这种类金刚石碳纳米纤维进行进一步研究
"
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