同轴微纳米电缆制备研究取得进展

上一篇 / 下一篇  2011-07-25 22:11:47

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合肥微尺度物质科学国家实验室纳米材料与化学研究部俞书宏教授领导的课题组在同轴微纳米电缆合成的系列研究工作中取得新进展,成功制备了结构优美的项链状铜/交联PVA核壳微纳电缆,论文发表在近日出版的《美国化学会誌》(J. Am. Chem. Soc. 2008, 130(17), 5650-5651)上。该工作受到国家自然科学基金委重点基金和国家基金委创新群体等项目的资助。
  各种不同材料的项链状微结构合成方法虽已有一些报道,如在高温气相环境下材料一维生长中的非均匀性以及相对低温液相环境中模板剂影响下的引导或受限生长等条件下可能形成这种独特的形貌特征。但在以往的工作中,真正具有严格的核壳结构或串珠/中心引线结构的“项链”并不多见,多数只有外部轮廓特征。该课题组研究人员曾在水热条件下以银离子催化实现了聚乙烯醇 (PVA) 链的交联,同时高产率地制备出柔软的银 /PVA 纳米电缆,并由此提出了软-硬模板协同生长的机制, 为合成纳米电缆结构材料提供了一条有前途的合成路径(J. Am. Chem. Soc. 2005,127,2822-2823)。还进一步将该技术发展成为一种普适的大量合成多种金属/聚合物纳米电缆的方法,其中有关铜/聚合物纳米电缆的合成发表在J. Mater. Chem. 2006, 16, 101-105,并被评为“Hot Article”。
  在此工作基础上,研究人员采用类似的合成途径并引入了新的调控因素如pH值等,详细研究了铜纳米电缆的形成机理(图1,2)。课题组进一步考察了在铜 /PVA反应体系中将单一铜源前驱物改为复合前驱物的影响,通过此种简单的调解作用,可以在降低的pH值环境中实现铜纳米线的原位生长。同时,电缆的交联 PVA壳层明显增厚,并有球状PVA颗粒结构依附生长,通过仔细调节反应pH值、复合前驱物配比及反应温度和时间等,成功制得项链型结构的铜/交联PVA 核壳微纳电缆,它是附着生长趋势加深和演化的自然结果。本研究证实了协同生长机制之外在低pH值条件下的独立PVA交联途径存在的可能,并对反应产物的最终形貌演化可以产生重要的影响。有关该微纳电缆的进一步功能化和输运特性研究正在进行中。

化学法一步合成项链状铜/交联PVA核壳微纳电缆

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项链状铜/交联PVA核壳微纳电缆形成机理

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  • 更新时间: 2011-08-24

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