《中外科学家合作制备出超薄纳米片薄膜》

  • 来源专题:纳米科技
  • 编译者: chenfang
  • 发布时间:2016-08-15
  • 记者从中国科学院获悉,中外科学家合作制备出高质量的压电材料——硫化镉超薄纳米片薄膜,其厚度仅为2—3—纳米。这一成果推动了人类微观世界认知。相关论文刊登在近日出版的《科学进展》上。压电材料被誉为人类探索微观世界的“智能肌肉”,它可通过外加电压,获得细微形变,进而实现高精度驱动;它也可应用于高精度的应变、位移与定位的传感器。科学家认为,目前实现亚原子尺度的超高精度定位仍极具挑战。超薄压电材料有望在解决这一问题上大展身手:用原子级尺寸的压电材料,获得亚原子分辨率的定位和驱动。

相关报告
  • 《苏州纳米所制备出超柔性氮化硼纳米带气凝胶》

    • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:冯瑞华
    • 发布时间:2019-04-09
    • 气凝胶,被誉为改变世界的新材料,具有孔隙率高、比表面积大、密度低、绝热性能好等优异理化性质,在热 / 声 / 电绝缘、催化剂 / 药物载体、星际尘埃收集、环境修复、能源与传感等领域具有重要应用前景。然而,其自身力学缺陷,如强度弱、易脆、变形能力差等弊端,尤其是较宽温度范围内抵抗不同载荷冲击能力,成为气凝胶获得实际应用的最重要障碍之一。 针对上述问题,中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所研究员张学同领导的气凝胶团队与德国科学家合作,将实验设计与理论计算相结合,通过溶剂组分调控氢键网络,寻找到一条简便、高效、绿色的合成路径,成功制备得到超柔性氮化硼纳米带气凝胶,并实现了气凝胶材料在很宽温度范围内(-196°C~1000°C)及不同载荷冲击形式(压缩、弯曲、扭曲、剪切等)下的柔性保持。 研究表明,该氮化硼气凝胶由超薄( ~3.2 nm )、大长径比(几百)、多孔带状纳米结构相互缠绕、搭接而成,表现出超轻( ~15 mg cm -3 )、热绝缘( ~0.035 W/mK )、高比表面积( ~920 m 2 g -1 )及优异的力学性能。该气凝胶在多次循环压缩、扭曲、弯曲、剪切等不同载荷下,可保持结构不被破坏、且可快速恢复至原有形状。当该气凝胶被浸泡在液氮中,其压缩 - 回弹性能仍能够很好保持。进一步地,当氮化硼气凝胶被放置于酒精灯火焰或高于 1000 ° C 的管式炉(空气氛围)时,其稳定的力学柔性仍被完好保留,且可承受不同载荷的冲击。上述氮化硼气凝胶的超柔性展示如下图所示。 该工作以 Boron Nitride Aerogels with Super-Flexibility Ranging from Liquid Nitrogen Temperature to 1000°C 为题,发表在国际期刊《先进功能材料》( Advanced Functional Materials , 2019, 29,1900188)上。
  • 《单壁碳纳米管薄膜的连续制备及全碳电路研制获得突破》

    • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:冯瑞华
    • 发布时间:2018-07-04
    • 单壁碳纳米管具有优异的力学、电学和光学性质,在柔性和透明电子器件领域可作为透明电极材料或半导体沟道材料,因此被认为是最具竞争力的候选材料之一。开发出可高效、宏量制备高质量碳纳米管薄膜的方法已成为该材料走向实际应用的关键难题。首先,迄今制备的单壁碳纳米管薄膜的尺寸通常为厘米量级,批次制备方式不能满足规模化应用要求。其次,由于在碳纳米管薄膜制备工艺过程中通常会引入杂质和结构缺陷,使得薄膜的光电性能劣化,远低于理论预测值。因此,发展一种高效、宏量制备高质量单壁碳纳米管薄膜的制备方法具有重要价值。   近日,中国科学院金属研究所先进炭材料研究部孙东明团队与刘畅团队合作,提出了一种连续合成、沉积和转移单壁碳纳米管薄膜的技术,实现了米级尺寸高质量单壁碳纳米管薄膜的连续制备,并基于此构建出高性能的全碳薄膜晶体管(TFT)和集成电路(IC)器件。研究人员采用浮动催化剂化学气相沉积方法在反应炉的高温区域连续生长单壁碳纳米管,然后通过气相过滤和转移系统在室温下收集所制备的碳纳米管,并通过卷到卷转移方式转移至柔性PET基底上,获得了长度超过2 m的单壁碳纳米管薄膜。对该过滤沉积过程进行流体仿真,其结果表明当调节出气口速度使抽滤过程处于平衡状态时,该过滤系统中的气流呈现出均匀的气流速度分布(图1)。通过该方法制备的单壁碳纳米管薄膜表现出优异的光电性能和分布均匀性,在550纳米波长下其透光率为90%,方块电阻为65Ω/□(图2)。研究人员利用所制备的碳纳米管薄膜构筑了高性能全碳柔性透明晶体管(图3)以及异或门、101阶环形振荡器等柔性全碳集成电路(图4)。   这是研究人员首次开发出米级长度的单壁碳纳米管薄膜的连续生长、沉积和转移技术,所制备的单壁碳纳米管薄膜及其晶体管具有优异的光电性能,为未来开发基于单壁碳纳米管薄膜的大面积、柔性和透明电子器件奠定了材料基础。该工作得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、中国博士后科学基金、中国科学院装备研制计划、辽宁百千万人才计划、青年相关人才计划等项目的支持。单壁碳纳米管薄膜的连续制备技术已获得中国发明专利(ZL201410486883.1),相关论文于近日在Advanced Materials在线发表。