近日,中科院山西煤炭化學(xué)研究所煤轉(zhuǎn)化國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室郭向云課題組與美國(guó)加州大學(xué)洛杉磯分校杜教授經(jīng)寧的科研小組合作發(fā)表在 Nanotechnology(《納米技術(shù)》)上的論文被英國(guó)物理學(xué)會(huì)Nanotechweb.org選為亮點(diǎn)文章(highlight article)予以介紹。
　　眾所周知,顆粒或纖維添加到基體材料中可顯著改善材料性能。這種材料被稱為顆粒或纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。最為人熟悉的例子就是鋼筋混凝土,添加了鋼筋或鋼絲網(wǎng)的水泥。鋼筋的添加使固化后水泥具有更高的拉伸、壓縮以及剪切強(qiáng)度。在混凝土中,鋼筋和水泥之間的結(jié)合力非常重要。為提高這種結(jié)合力,人們經(jīng)常把鋼筋做成螺紋狀的,即螺紋鋼。在納米復(fù)合材料中,納米管和納米線常用來提高材料的性能。碳化硅納米線是一種高強(qiáng)度增強(qiáng)體,但由于表面光滑與基體結(jié)合力較弱,在使用過程中容易被拔出,影響效果。因此,制備出表面具有螺紋狀特征的碳化硅納米線非常重要。
　　在國(guó)家自然科學(xué)基金的支持下,郭向云組通過在溶膠-凝膠過程中采用不同碳前驅(qū)體和催化劑,制備出了具有周期性孿晶結(jié)構(gòu)的碳化硅納米線。這種納米線具有類似螺紋的形貌特征,直徑50-300納米,長(zhǎng)度可達(dá)幾十到上百微米。這種鋸齒形表面特征是由于納米線中的周期性孿晶造成的。通過與加州大學(xué)杜教授合作,他們共同研究了這種納米線的微觀結(jié)構(gòu)特征,并提出一種理論模型可較好解釋這種納米結(jié)構(gòu)的形成。他們的工作表明,這種納米線具有與常規(guī)碳化硅納米線不同的光發(fā)射特征和化學(xué)穩(wěn)定性。
　　此前在國(guó)家基金支持下郭向云課題組曾研究出另一種新穎碳化硅納米線——珠狀碳化硅納米鏈。該文在Nanotechnology出版后曾被 Nano Alerts專題介紹。在該文中,課題組已經(jīng)證明珠狀納米鏈可以顯著提高復(fù)合材料的力學(xué)性能,因此這種新型的孿晶納米線有望在納米復(fù)合材料中得到重要應(yīng)用。