第7章 納米復(fù)合材料

Chapter7

Nano-composites納米復(fù)合材料3/1/20241ChemistryofMaterials2004,Chapter67.1納米材料的結(jié)構(gòu)和優(yōu)異性能

7.2納米復(fù)合材料及工藝7.3納米復(fù)合材料的應(yīng)用JJJ本章主要內(nèi)容

3/1/20242ChemistryofMaterials2004,Chapter67.1納米材料的結(jié)構(gòu)和優(yōu)異性能7.1.1納米材料的結(jié)構(gòu)7.1.2納米效應(yīng)7.1.3納米材料的特性7.1.4納米材料的應(yīng)用前景JJJJ3/1/20243ChemistryofMaterials2004,Chapter67.1.1納米材料的結(jié)構(gòu)納米微粒的電子能級結(jié)構(gòu)與大塊固體不同是由于電中性和電子運動受束縛等原因所致。當(dāng)小顆粒尺寸進入納米量級的時候，其本身和由它構(gòu)成的納米固體具有一些獨特的效應(yīng)。

3/1/20244ChemistryofMaterials2004,Chapter6納米銀粒子

納米層狀銀多壁碳納米管3/1/20245ChemistryofMaterials2004,Chapter6單層或多層包覆結(jié)構(gòu)的納米粒子（TEM）3/1/20246ChemistryofMaterials2004,Chapter6表7-1.納米結(jié)構(gòu)的檢測手段光學(xué)顯微術(shù)OM掃描電子顯微術(shù)SEM透射電子顯微術(shù)TEM掃描隧道顯微術(shù)STM橫向解析度300nm1nm原子級原子級縱向解析度20nm10nm無原子級成像范圍1nm1nm0.1nm0.1nm成像環(huán)境無限制真空真空無限制樣品準(zhǔn)備無鍍導(dǎo)電膜手續(xù)復(fù)雜無成分分析有有有無3/1/20247ChemistryofMaterials2004,Chapter6掃描隧道顯微技術(shù)掃描隧道顯微STM(ScanningTunnelingMicroscope)加工技術(shù)是納米加工技術(shù)中的最新發(fā)展，可實現(xiàn)原子、分子的搬遷、除、增添和排列重組，可實現(xiàn)極限的精加工，原子級的精加工。掃描隧道顯微鏡1981年由在IBM瑞士蘇黎世實驗室工作的G.Binning

和H.Rohrer發(fā)明。被列為20世紀(jì)80年度世界十大科技成果之一，1986年因此獲諾貝爾物理學(xué)獎。STM工作原理：基于量子力學(xué)的隧道效應(yīng)。G.Binning

H.Rohrer3/1/20248ChemistryofMaterials2004,Chapter6掃描隧道顯微鏡示意圖3/1/20249ChemistryofMaterials2004,Chapter6圖

STM工作過程演示STM圖

STM實物照片

掃描器檢測電路a）輸出試件運動軌跡3/1/202410ChemistryofMaterials2004,Chapter6為解決非導(dǎo)體微觀表面形貌測量，借鑒STM原理，C.Binning于1986年發(fā)明原子力顯微鏡。當(dāng)兩原子間距離縮小到級時，原子間作用力顯示出來，造成兩原子勢壘高度降低，兩者之間產(chǎn)生吸引力。而當(dāng)兩原子間距離繼續(xù)縮小至原子直徑時，由于原子間電子云的不相容性，兩者之間又產(chǎn)生排斥力。AFM兩種測量模式：接觸式—探針針尖與試件表面距離＜0.5nm，利用原子間的排斥力。由于分辨率高，目前采用較多。其工作原理是：保持探針與被測表面間的原子排斥力一定，探針掃描時的垂直位移即反映被測表面形貌。非接觸式—探針針尖與試件表面距離為0.5～1nm，利用原子間的吸引力。原子力顯微鏡（AFM）3/1/202411ChemistryofMaterials2004,Chapter6原子力顯微鏡3/1/202412ChemistryofMaterials2004,Chapter6

AFM實物照片掃描探針磁盤圖像3/1/202413ChemistryofMaterials2004,Chapter6以熱蒸鍍法制備的

Si量子點的TEM影像在GaSb基板以自組成法制成的量子點SEM影像直徑大小約50nm3/1/202414ChemistryofMaterials2004,Chapter6C/SiC納米復(fù)合纖維材料具有優(yōu)異機械強度及導(dǎo)電特性（SEM）骨骼是天然的納米復(fù)合材料其中30%為膠原纖維剩下的70%是納米級的磷酸鈣晶體（SEM）3/1/202415ChemistryofMaterials2004,Chapter6納米TiO2的TEM照片3/1/202416ChemistryofMaterials2004,Chapter6碳化硅粉TEM照片（放大82000倍）氮化硅TEM照片（放大105000倍）3/1/202417ChemistryofMaterials2004,Chapter6TEM2643159117810(b)12345678910115nm(a)TiSi3/1/202418ChemistryofMaterials2004,Chapter6PPV及CNPPV混合高分子薄膜表面相分離的AFM（原子力顯微鏡）影像左圖為薄膜表面形貌右圖為摩擦力影像AFM3/1/202419ChemistryofMaterials2004,Chapter67.1.2納米效應(yīng)蜜蜂體內(nèi)因存在磁性的“納米”粒子而具有羅盤的作用，可以為蜜蜂的活動導(dǎo)航蓮花之出污泥而不染，水滴滴在蓮花葉片上，形成晶瑩剔透的圓形水珠，而不會攤平在葉片上的現(xiàn)象，是蓮花葉片表面的“納米”結(jié)構(gòu)造成，因表面不沾水滴，污垢自然隨著水滴從表面滑落，此納米結(jié)構(gòu)所造成的蓮花效應(yīng)(LotusEffect)已被開發(fā)并商品化為環(huán)保涂料。

3/1/202420ChemistryofMaterials2004,Chapter61、小尺寸效應(yīng)當(dāng)超微粒子的尺寸與光波波長、德布羅意波長以及超導(dǎo)態(tài)的相干長度或透射深度等物理特征尺寸相當(dāng)或更小時，周期性的邊界條件將被破壞，聲、光、電磁、熱力學(xué)等特性均會呈現(xiàn)新的尺寸效應(yīng)。

當(dāng)納米粒子尺寸不斷減小，在一定條件下，引起材料宏觀物理、化學(xué)性質(zhì)上的變化的現(xiàn)象3/1/202421ChemistryofMaterials2004,Chapter6

納米微粒尺寸小，表面大，位于表面的原子占相當(dāng)大的比例。隨著粒徑減小，表面急劇變大，引起表面原子數(shù)迅速增加。表面粒子活性高的原因在于它缺少近鄰配位的表面原子，極不穩(wěn)定，很容易與其他原子結(jié)合。這種表面原子的活性不但引起納米料子表面原子輸送和結(jié)構(gòu)的變化，同時也引起表面電子自旋構(gòu)象和電子能譜的變化。2、表面與界面效應(yīng)

3/1/202422ChemistryofMaterials2004,Chapter6

如A原子缺少三個近鄰，B、C、D原子各缺少兩個近鄰，E原子缺少一個近鄰，它們均處于不穩(wěn)定狀態(tài)，近鄰缺位越多越容易與其他原子結(jié)合，說明處于表面的原子(A、B、C、D和E)比處于內(nèi)部的原子的配位有效明顯的減少。3/1/202423ChemistryofMaterials2004,Chapter63、量子尺寸效應(yīng)

日本科學(xué)家久保給量子尺寸效應(yīng)下定義：當(dāng)粒子尺寸下降到最低值時，費米能級附近的電子能級由準(zhǔn)連續(xù)變?yōu)殡x散能級現(xiàn)象。

塊狀金屬的電子能譜為準(zhǔn)連續(xù)能帶，而當(dāng)能級間距大于熱能、磁能、靜磁能、靜電能、光子能量或超導(dǎo)的凝聚態(tài)能時，必須考慮量子效應(yīng)，這就導(dǎo)致納米微粒磁、光、聲、熱、電以及超導(dǎo)電性與宏觀特性的顯著不同，稱為量子尺寸效應(yīng)。

3/1/202424ChemistryofMaterials2004,Chapter64、宏觀量子隧道效應(yīng)

隧道效應(yīng)是量子力學(xué)中的微觀離子所有的特性，即在電子能量低于它要穿過的勢壘高度的時候，由于電子具有波動性而具有穿過勢壘的幾率。宏觀物理量，例如微顆粒的磁化強度，量子相干器件中的磁通量等也顯示隧道效應(yīng)。

3/1/202425ChemistryofMaterials2004,Chapter67.1.3納米材料的特性力學(xué)熱學(xué)磁學(xué)光學(xué)電學(xué)化學(xué)活性3/1/202426ChemistryofMaterials2004,Chapter61、特殊的力學(xué)性質(zhì)由于納米材料具有很大的界面，而界面的原子序列是相當(dāng)混亂的，這就導(dǎo)致了原子在外力作用下容易遷移，從而使其表現(xiàn)出很強的韌性及延展性。在Al2O3陶瓷材料中加入少量的納米SiC，性能有顯著的提高，抗彎強度由原來的(300~400)MPa提高到(1.0~1.5)GPa，斷裂韌性也提高了40%。3/1/202427ChemistryofMaterials2004,Chapter6納米金屬銅的超延展性3/1/202428ChemistryofMaterials2004,Chapter62、特殊的熱學(xué)性質(zhì)熔點下降

金：常規(guī)熔點1064℃ 10nm的金粒熔點1037℃ 2nm的金粒熔點327℃

銀的常規(guī)熔點670℃

納米銀熔點<100℃3/1/202429ChemistryofMaterials2004,Chapter6納米微粒的熔點、開始燒結(jié)溫度和晶化溫度均比常規(guī)粉體低得多。由于顆粒小，納米微粒表面能高、比表面原子數(shù)多，這些表面原子近鄰配位不全，活性大以及納米微粒體積遠(yuǎn)小于大塊材料，因此納米粒子熔化時所增加的內(nèi)能小得多，這就使得納米微粒熔點急劇下降。

3/1/202430ChemistryofMaterials2004,Chapter63、特殊的磁性質(zhì)納米物質(zhì)當(dāng)其顆粒達到足夠小時，則呈現(xiàn)出超順磁性。磁性超細(xì)微顆粒具有高的矯頑力。

如Fe-Co合金，氧化鐵作為高貯存密度的磁記錄磁粉，大量應(yīng)用于磁帶、磁盤、磁卡等。3/1/202431ChemistryofMaterials2004,Chapter6超順磁狀態(tài)的原因由于在小尺寸下，當(dāng)各向異性能減小到與熱運動能可相比擬時，磁化方向就不再固定在一個易磁化方向，磁化方向?qū)⒊尸F(xiàn)超起伏，結(jié)果導(dǎo)致超順磁性的出現(xiàn)。不同種類的納米磁性微粒顯現(xiàn)超順磁的臨界尺寸是不相同的。3/1/202432ChemistryofMaterials2004,Chapter64、特殊的光學(xué)性質(zhì)當(dāng)納米粒子的粒徑與超導(dǎo)相干波長、玻爾半徑以及電子的德布羅意波長相當(dāng)時，小顆粒的量子尺寸效應(yīng)十分顯著。與此同時，大的比表面使處于表固態(tài)的原于、電子與處于小顆粒內(nèi)部的原子、電子的行為有很大的差別，這種表面效應(yīng)和量尺寸效應(yīng)對納米微粒的光學(xué)特性有很大的影響。

3/1/202433ChemistryofMaterials2004,Chapter6寬頻帶強吸收藍(lán)移現(xiàn)象

納米微粒出現(xiàn)了常規(guī)材料不出現(xiàn)的新的發(fā)光現(xiàn)象3/1/202434ChemistryofMaterials2004,Chapter65、特殊的電學(xué)性質(zhì)銀是優(yōu)良的良導(dǎo)體，(10～15)nm的銀微粒電阻突然升高，失去了金屬的特征，變成了非導(dǎo)體典型的共價鍵結(jié)構(gòu)的氮化硅、二氧化硅等，當(dāng)尺寸達到(15~20)nm時電阻卻大大下降，用掃描隧道顯微鏡觀察時不需要在其表面鍍導(dǎo)電材料就能觀察到其表面的形貌。3/1/202435ChemistryofMaterials2004,Chapter66、特殊的化學(xué)活性

隨著粒徑減小，表面原子數(shù)迅速增加，表面能增高。由于表面原子增多，原子配位不足及高的表面能，使表面原子有很高的化學(xué)活性，極不穩(wěn)定，很容易與其他原子結(jié)合。化學(xué)惰性的Pt制成納米微粒Pt后成為活性極好的催化劑;TiO2——光催化劑。J3/1/202436ChemistryofMaterials2004,Chapter67.1.4納米材料的應(yīng)用前景1、易燃易爆的納米金屬顆粒

實驗發(fā)現(xiàn)如果將金屬銅或鋁做成幾個納米的顆粒，一遇到空氣就會產(chǎn)生激烈的燃燒，發(fā)生爆炸。有人認(rèn)為用納米顆粒的粉體做成火箭的固體燃料將會有更大的推力，可以用作新型火箭的固體燃料，也可用作烈性炸藥。另外，用納米金屬顆粒粉體作催化劑，可加快化學(xué)反應(yīng)過程，大大地提高化工合成的產(chǎn)率。

3/1/202437ChemistryofMaterials2004,Chapter62、被囚禁的電子和未來的電子學(xué)器件

1、大塊固體材料中的電子可以自由地在固體內(nèi)運動電子之間相互碰撞使它們的運動速度達到熱平衡。2、在納米顆粒內(nèi)的電子數(shù)目大大地減少，所有的電子被囚禁在一個深勢阱內(nèi)，只能占據(jù)不同的能量狀態(tài)。3、庫侖阻塞現(xiàn)象：納米顆粒上有了一個電子后電子的庫侖力阻擋下一個電子。只有這一電子逃逸后下一個電子才能到納米顆粒上。

3/1/202438ChemistryofMaterials2004,Chapter63、剛?cè)岵募{米陶瓷

用納米陶瓷粉制成的陶瓷已經(jīng)表現(xiàn)出一定的塑性。納米陶瓷粉體作為涂料的添加劑已得到廣泛的應(yīng)用，這些特種涂料涂在塑料或木材上，具有防火、防塵和耐磨的性能。

3/1/202439ChemistryofMaterials2004,Chapter64、優(yōu)異的光催化性能具有高表面積的半導(dǎo)體ZnS光催化劑，是一種直徑約為60納米的具有多孔的納米顆粒結(jié)構(gòu)，每個納米顆粒由許多個直徑僅為3至5納米的粒子構(gòu)筑單元自組裝而成(圖1)。這種新穎結(jié)構(gòu)的ZnS材料對模型系統(tǒng)—染料曙紅(四溴螢光素,一種有機染料)的光降解—表現(xiàn)出比納米晶材料和商用二氧化鈦納米顆粒更高的光催化活性(圖2)

3/1/202440ChemistryofMaterials2004,Chapter6具有晶體管開關(guān)作用的芯片工作原理：當(dāng)柵極上加以適當(dāng)電壓時，關(guān)閉芯片電流中斷（見詳圖左）：當(dāng)柵極開通時，電流流過中間的溝道（見詳圖右）。溝道越短開關(guān)時閏越短運行速度越快。5、納米晶體管3/1/202441ChemistryofMaterials2004,Chapter66、生物納米機器

圖中這種生物納米機器，可以被膜上的電壓或者信號分子驅(qū)動，開關(guān)鉀離子通道，左圖為關(guān)閉狀態(tài)，右圖為開放狀態(tài)。因此鉀離子可以被選擇性地通過膜（用黃色條表示）。

3/1/202442ChemistryofMaterials2004,Chapter67、納米機器人

描述的是一個納米機器人在清理血管中的有害堆積物，同時在釋放藥物，進行細(xì)胞修復(fù)等工作

。由于納米機器人可以小到在人的血管中自由的游動，對于象腦血栓、動脈硬化等病灶，它們可以非常容易的予以清理，而不用再進行危險的開顱、開胸手術(shù)。

3/1/202443ChemistryofMaterials2004,Chapter67.2納米復(fù)合材料7.2.1納米復(fù)合材料的制備7.2.2碳納米管及其復(fù)合材料7.2.3其它納米復(fù)合材料JJJS.C.Tjong，MaterialsScienceandEngineeringR53(2006)73–1973/1/202444ChemistryofMaterials2004,Chapter67.2.1納米復(fù)合材料的制備納米復(fù)合材料的制備方法主要分為：共混法、插層復(fù)合法、溶膠-凝膠法、原位復(fù)合法及自組裝技術(shù)。

—任杰等，材料導(dǎo)報，2003，17（2）：581、共混法用共混法制備納米復(fù)合材料通常采用1）熔融共混法2）溶液共混法3）機械共混法納米粒子表面能大，易于凝聚，用通常的共混法制備復(fù)合材料比較困難，若在粒子表面覆蓋一單分子層活性劑（即表面改性），可以防止納米粒子的凝聚，做到超細(xì)分散。

3/1/202445ChemistryofMaterials2004,Chapter6ConductiveEPDM/TiCceramiccomposites機械共混法制備的具有PTC功能的聚合物/陶瓷復(fù)合材料EuropeanPolymerJournal38(2002)：567–5773/1/202446ChemistryofMaterials2004,Chapter6具有吸波功能的醇酸樹脂/ZnOw復(fù)合材料溶液共混法制備的醇酸樹脂/ZnOw復(fù)合材料功能材料，2002，33(1)：55–593/1/202447ChemistryofMaterials2004,Chapter6導(dǎo)電炭黑填充PP/EAA復(fù)合材料熔融共混法制備的PP/EAA/CB導(dǎo)電復(fù)合材料復(fù)合材料學(xué)報，2007，24（3）：783/1/202448ChemistryofMaterials2004,Chapter62、插層復(fù)合法層間插入法是制備聚合物基納米復(fù)合材料的有效途徑之一，包括聚合物插層法和插層聚合法。

1）聚合物插層法即將聚合物大分子直接插入到填料層間，可分為剝離吸附、熔融插層和溶液插層。2）插層聚合法是將聚合物單體或插層劑插層于具有層狀結(jié)構(gòu)的無機填料之中，特別是具有層狀結(jié)構(gòu)的云母類硅酸鹽中，然后將單體在硅酸鹽片層之間聚合成高分子，從而制得納米復(fù)合材料。3/1/202449ChemistryofMaterials2004,Chapter6SchematicfiguresdepictingdispersionoftheNa–MMTslurryintonylon-6duringcompoundingPolymer2003，44:2933剝離吸附插層法制備的尼龍/膨潤土復(fù)合材料3/1/202450ChemistryofMaterials2004,Chapter6熔融插層法制備PMMA-PEO/膨潤土納米復(fù)合材料Acta

Polym.1999,50,122–1263/1/202451ChemistryofMaterials2004,Chapter6熔融插層法制備PA6/膨潤土納米復(fù)合材料S.C.Tjong,S.P.Bao,J.Polym.Sci.PartB:Polym.Phys.43(2005)2533/1/202452ChemistryofMaterials2004,Chapter6插層聚合法制備的尼龍/膨潤土復(fù)合材料SchematicillustrationforsynthesisofNylon-6/claynanocomposite1）JMaterRes1993，8:1179–832）JMaterRes1993，8:1174–83/1/202453ChemistryofMaterials2004,Chapter6原位插層聚合法制備的PS/膨潤土納米復(fù)合材料G.Chen,Y.Ma,Z.Qi,ScriptaMater.44(2001)1253/1/202454ChemistryofMaterials2004,Chapter63、溶膠-凝膠法

溶膠-凝膠法是將硅氧烷或金屬鹽等前驅(qū)物水溶性鹽或油溶性醇鹽溶于水或有機溶劑中形成均質(zhì)溶液,溶質(zhì)發(fā)生水解反應(yīng)生成納米級粒子并形成溶膠Sol,然后經(jīng)溶劑揮發(fā)或加熱等處理使溶液或溶膠轉(zhuǎn)化為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的氧化物凝膠Gel的過程。根據(jù)所用的前驅(qū)物,可得到線狀結(jié)構(gòu)的氧化物或硫化物。

Sol-Gel法的特點在于可在溫和反應(yīng)條件下進行,而且兩相分散均勻，有機、無機相可以從沒有化學(xué)鍵結(jié)合到氫鍵、共價鍵結(jié)合。材料的形態(tài)可以是互穿網(wǎng)絡(luò)、半互穿網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)間交聯(lián)。該法存在的最大問題是凝膠干燥過程中,由于溶劑、小分子、水的揮發(fā)可能導(dǎo)致材料收縮脆裂。

3/1/202455ChemistryofMaterials2004,Chapter6PMMA/TiO2

納米復(fù)合材料的制備Sol-Gel法制備PMMA/TiO2

納米復(fù)合材料:

在燒杯中加入0.05mol鈦酸四丁酯（TBT）和0.05mol硅烷偶聯(lián)劑（MPTMS）,進行磁力攪拌,將稀鹽酸∶THF=1∶10混合液逐滴加入燒杯中。然后將燒杯用薄膜封口,于室溫下預(yù)水解2h。將得到的溶膠轉(zhuǎn)移到三口燒瓶中,加入0.05mol的MMA和少量BPO,于70℃水浴中攪拌6h,得到淺黃色透明液體,在60℃下干燥去除溶劑,即得到PMMA/TiO2

納米復(fù)合材料。

應(yīng)用化學(xué)，2004，21（8）：821-8233/1/202456ChemistryofMaterials2004,Chapter64、原位聚合法

原位聚合法與插層聚合法有一定的相似處,而原位聚合法的概念更廣,是指首先使用納米尺度的無機填料如SiO2

、TiO2、CaCO3

等在單體中均勻分散,然后用類似于本體聚合的方法進行聚合反應(yīng),從而得到納米復(fù)合材料,通過這一方法,無機粒子能夠比較均一地分散于聚合物基體中。這一方法制備的復(fù)合材料的填充粒子分散均勻,粒子的納米特性完好無損,同時在位填充過程只經(jīng)過一次聚合成型,不需熱加工,避免了由此產(chǎn)生的降解,保持了基體性能的穩(wěn)定性。3/1/202457ChemistryofMaterials2004,Chapter6solutionmixingsolutionmixingpolymerizationfillingpolymerizationfilling(a)、(b)CB/PMMA;(c)、(d)CB/PBMASEMmicrographsofCB/polymercompositespreparedbythetwomethods.(a)、(b)CB/PMMA;(c)、(d)CB/PBMA.原位聚合法制備的復(fù)合材料中炭黑粒子的分散狀況遠(yuǎn)好于溶液共混法的。原位聚合法與溶液共混法制備納米復(fù)合材料的比較DongX.M.etalPolym.J.2003,35(12):10033/1/202458ChemistryofMaterials2004,Chapter6PreparationofMWCNT/Nylon-6NanocompositesbyInSituPolymerizationJ.Appl.Polym.Sci.,Vol.106(2007),3729–37353/1/202459ChemistryofMaterials2004,Chapter6One-steppreparationofsize-selectedandwell-dispersedsilverNanocrystalsinpolyacrylonitrilebysimultaneousreductionandpolymerizationAnappropriateamountOfAgNO3wasdissolvedin50mlacrylonitrilecontaining0.5wt%2,2-azobis(isobutyronitrile)(AIBN)inaN-purgedstainlesssteeltankwithaTefloninterior,andthemixturewasthenheatedinadryovenat110oCfor10h.ThepolymerizationofacrylonitrileandthereductionofAgoccurredsimultaneously,providingsilver–PANcompositepowders.J.Mater.Chem.,2003,13,641–6433/1/202460ChemistryofMaterials2004,Chapter6原位聚合法制備尼龍6/二氧化硅納米復(fù)合材料1）在一道工序中實現(xiàn)納米顆粒的合成和高分子的聚合；

2）原位合成納米顆粒，納米顆粒粒徑分布窄，并可控制粒徑大??；

3）原位聚合高分子，無需對納米顆粒進行表面修飾而實現(xiàn)無機粒子與高分子的化學(xué)鍵合，提高了無機相與聚合物基界面結(jié)合強度。3/1/202461ChemistryofMaterials2004,Chapter65、自組裝技術(shù)自組裝技術(shù)制備的納米復(fù)合材料與其它復(fù)合材料相比，其最大的優(yōu)點是，在增強材料性能的同時，對其它性能沒有損害。Site-SelectiveDirectSilverMetallizationonSurface-ModifiedPolyimideLayersLangmuir,Vol.19,No.24,2003103693/1/202462ChemistryofMaterials2004,Chapter6FormationofNovelPolymericNanoparticlesAcc.Chem.Res.2001,34,2492563/1/202463ChemistryofMaterials2004,Chapter6PbS納米粒子與全共軛高分子的自組裝膜原位復(fù)合高分子學(xué)報，2005，（3）：313-3163/1/202464ChemistryofMaterials2004,Chapter6FreestandingNanostructuresviaLayer-by-LayerAssemblyAdv.Mater.2006,18,829–8403/1/202465ChemistryofMaterials2004,Chapter67.2.2碳納米管及其復(fù)合材料Iijima,S.Helicalmicrotubulesofgraphiticcarbon.Nature1991,354,5659.3/1/202466ChemistryofMaterials2004,Chapter6質(zhì)輕、高韌性，并具有類似鉆石的楊氏模量，以及特殊的電子傳輸特性，被認(rèn)為是最佳的納米組件材料之一。此外，由于其尖端直徑可達到1nm，因此也是最佳的納米探針材料。3/1/202467ChemistryofMaterials2004,Chapter6Single-wallCarbonNanotube——SWCNTMultiwallCarbonNanotube——MWCNT碳納米管的高分辨電子顯微鏡照片，從左到右為SWNT，MWNT（包含2層、3層、4層石墨片層）

3/1/202468ChemistryofMaterials2004,Chapter6各種各樣的碳納米管

3/1/202469ChemistryofMaterials2004,Chapter6圖為碳納米管（中間）和金納米導(dǎo)線（兩端）的混合納米導(dǎo)線立體各向異性的陣列碳納米管薄膜3/1/202470ChemistryofMaterials2004,Chapter6碳納米管的制備

化學(xué)氣相沉積（CVD）3/1/202471ChemistryofMaterials2004,Chapter6碳納米管的表面改性或功能化表面引入各種無機或有機官能團Small2005,1,No.2,180–1923/1/202472ChemistryofMaterials2004,Chapter6FunctionalizedCarbonNanotubesAcc.Chem.Res.2002,35,1096-1104表面引入各種聚合物3/1/202473ChemistryofMaterials2004,Chapter6Small2005,1,No.2,180–192Sens.ActuatorsB122(2007)672–682表面引入DNA3/1/202474ChemistryofMaterials2004,Chapter6碳納米管/聚合物復(fù)合材料的制備與性能MakingthicknessalignedPMMA–MWCNTfilmMaterialsScienceandEngineeringR53(2006)73–1973/1/202475ChemistryofMaterials2004,Chapter6PropertiesofSurface-ModifiedMWCNTFilledPoly(ethyleneterephthalate)CompositeFilmsSEMimagesof(a)PET/pristineMWCNT,(b)PET/acid-MWCNT,and(c)PET/acetic-MWCNTcompositesJ.Appl.Polym.Sci.,Vol.107,1163–1168(2008)3/1/202476ChemistryofMaterials2004,Chapter6ImprovementofThermalandMechanical

PropertiesofCarbonNanotubeCompositesthroughChemicalFunctionalizationChem.Mater.2003,15,4470-44753/1/202477ChemistryofMaterials2004,Chapter6Formationofpercolatingnetworksinmulti-wallcarbon-nanotube–epoxycompositesCompositesScienceandTechnology64(2004)2309–23163/1/202478ChemistryofMaterials2004,Chapter6Gassensingpropertiesofprintedmulti-walledcarbonnanotubesusingthefieldemissioneffectChemicalPhysicsLetters433(2006)105–1093/1/202479ChemistryofMaterials2004,Chapter6MedicalApplicationofCarbon-Nanotube-FilledNanocomposites:TheMicrocatheterSmall2006,2,No.12,1406–14113/1/202480ChemistryofMaterials2004,Chapter67.2.3其它納米復(fù)合材料(a–d)TEMmicrographsofepoxy–clay(5wt.%)nanocompositepreparedbya‘slurry-compounding’process(a)Tensilemodulusandstrengthand(b)strainatbreakvs.claycontentfortheMAcompatibilizedPE–organoMMTMaterialsScienceandEngineeringR53(2006)73–1973/1/202481Chemistry