高取向碳纳米管纤维的制备及其在复合导体中的应用 被引量：1

1

作者 吴磊 吴玉龙 +1 位作者 门传玲 邸江涛 《广州化学》 CAS 2023年第5期51-55,I0003,共6页

利用白炽拉伸退火工艺(incandescent tension annealing process,ITAP),制备不同重物负载的拉伸应力下退火后的碳纳米管纤维(carbon nanotube fiber,I-CNTF),随之在纤维表面利用电沉积镀铜的方法获得碳纳米管/铜复合导线。利用扫描电子... 利用白炽拉伸退火工艺(incandescent tension annealing process,ITAP),制备不同重物负载的拉伸应力下退火后的碳纳米管纤维(carbon nanotube fiber,I-CNTF),随之在纤维表面利用电沉积镀铜的方法获得碳纳米管/铜复合导线。利用扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱、广角X射线散射(WAXS)、万能试验机分别对碳纳米管纤维(CNTF)形貌、结构、取向、强度进行了表征。结果表明在,负载重物质量为100 g时,I-CNTF的取向因子高达0.71,相比原始碳纳米管纤维(pristine carbon nanotube fiber,P-CNTF)提高了1.8倍;同时I-CNTF的力学拉伸强度相比原始纤维也提高了2.35倍,且电学性能也有明显的提升,因此在碳纳米管/铜复合导体的应用中展现出极大的优势。 展开更多

关键词 拉伸退火 碳纳米管纤维 碳纳米管/铜复合导体 力学性能 电学性能

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人工肌肉纤维的研究进展 被引量：11

2

作者 王玉莲 邸江涛 李清文 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期183-195,共13页

人工肌肉领域是一个高度跨学科的研究领域,在过去30年中发展迅速。人工肌肉是指一类材料在受到外部刺激如电压、电流、温度、压力、光线、湿度等产生响应,通过自身结构的变化而产生形变的材料,其在软体机器人、假肢、外骨骼及温度调节... 人工肌肉领域是一个高度跨学科的研究领域,在过去30年中发展迅速。人工肌肉是指一类材料在受到外部刺激如电压、电流、温度、压力、光线、湿度等产生响应,通过自身结构的变化而产生形变的材料,其在软体机器人、假肢、外骨骼及温度调节服等多种应用中具有非常重要的作用。人工肌肉根据其宏观表现形态一般可分为膜状和纤维状。纤维状人工肌肉可将外界刺激导致的体积膨胀通过其螺旋结构转换为纤维径向的转动和轴向的收缩,从而形成旋转驱动和伸缩驱动,其能量转换效率、功率密度以及做功都远高于现有的一些膜状驱动器。另外,纤维状人工肌肉不仅可以完成伸缩、转动等运动,还可通过并股和编织等方式实现更复杂的运动,因其力学性能优异、柔韧性好,且在形式上更接近自然生物肌肉,从而更具优势。人工肌肉纤维还可以以多种不同的形式进行驱动,包括温差驱动、溶剂/气体吸附或渗透驱动、电化学驱动以及气压驱动。近年来,基于柔性纤维状材料的人工肌肉的研究取得了很大的进展。人工高分子纤维(如尼龙线)、人工无机纤维(如碳纳米管纤维、石墨烯纤维等)、天然纤维(如蜘蛛丝、蚕丝等)因具有本征柔性的特征,在人工肌肉纤维的原材料上扮演着重要角色。本文综述了人工肌肉纤维的研究进展,分别对人工肌肉纤维的驱动材料、工作机制、驱动方式、评价参数及智能织物方面进行了总结,并在最后对人工肌肉纤维领域亟待解决的问题进行了分析与讨论。 展开更多

关键词 人工肌肉 纤维 纱线 驱动器 织物

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高含量银基导电胶的制备与性能研究 被引量：9

3

作者 王传博 陈亚 +4 位作者 门传玲 邸江涛 包健 敖毅伟 刘海东 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期3021-3025,共5页

以90%(质量分数)银含量,10%(质量分数)树脂为基体制备出高银含量,高性能的环氧导电胶。采用0.025 mol/L KI试剂对银粉进行简单的表面处理,原位取代银粉表面的部分润滑剂并且与银粉表面的氧化银发生反应。在日光照射条件下原位生成小尺... 以90%(质量分数)银含量,10%(质量分数)树脂为基体制备出高银含量,高性能的环氧导电胶。采用0.025 mol/L KI试剂对银粉进行简单的表面处理,原位取代银粉表面的部分润滑剂并且与银粉表面的氧化银发生反应。在日光照射条件下原位生成小尺寸的银纳米粒子,这些小尺寸的银纳米粒子在固化过程中,会发生明显的烧结现象,增加银粉中相邻银微米片和银微米球之间的相互接触,从而可以显著降低导电银胶的体电阻率。相比于未处理的银粉制成的导电银胶,其体电阻率降低了26%,线电阻降低了8%,将其应用在光伏电池板上,极大的提高了其导电性能。 展开更多

关键词 表面处理 润滑剂 90%(质量分数)银含量 导电银胶 体电阻率 线电阻

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聚吡咯@二氧化锰/碳纳米管薄膜电极的制备及在高性能锌离子电池中的应用 被引量：3

4

作者 沈晓帆 王晓娜 +7 位作者 俞能晟 杨薇 周雨融 石艳红 王玉莲 董立忠 邸江涛 李清文 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2022年第5期52-59,共8页

中性/弱酸性水系锌锰电池因其能量密度高、价格低廉、环境友好等优势受到广泛关注。然而,现有的二氧化锰正极材料存在导电性能差,在充放电过程中易于溶解等问题。这严重影响了电池的倍率性能和循环稳定性,阻碍了中性锌锰电池的应用。为... 中性/弱酸性水系锌锰电池因其能量密度高、价格低廉、环境友好等优势受到广泛关注。然而,现有的二氧化锰正极材料存在导电性能差,在充放电过程中易于溶解等问题。这严重影响了电池的倍率性能和循环稳定性,阻碍了中性锌锰电池的应用。为了解决上述问题,本文设计了以碳纳米管(CNT)网络薄膜为导电基底沉积聚吡咯(PPy)包覆二氧化锰(PPy@MnO_(2)/CNT)的多级结构电极。碳纳米管和聚吡咯组装形成高比表面积的三维交联导电网络,为活性材料提供了快速的电子、离子传输通道;聚吡咯包覆纳米级二氧化锰能够有效地抑制二氧化锰的溶解,进而提升电池的倍率特性和循环稳定性。以PPy@MnO_(2)/CNT作为正极材料组装的水系锌锰电池在1 A·g^(-1)的电流密度下,比容量达到210 mAh·g^(-1),循环1000圈后,电池依然具有较高的容量保持率(85.7%)。本工作的导电聚合物包覆活性物质的策略可为发展高稳定柔性储能器件提供新思路。 展开更多

关键词 锌离子电池 聚吡咯@二氧化锰 碳纳米管 柔性电池 长循环

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烯碳材料在人工肌肉领域的应用进展 被引量：2

5

作者 温烨烨 任明 +1 位作者 邸江涛 张锦 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2022年第9期1-16,共16页

随着仿生机器人、智能控制及人工智能等领域的发展,传统的机械驱动方式已无法满足相关领域对致动系统提出的柔性、高效及多源刺激响应性等要求,因此需发展新型的人工肌肉材料。以碳纳米管和石墨烯为代表的烯碳材料具有轻质、高强、高电... 随着仿生机器人、智能控制及人工智能等领域的发展,传统的机械驱动方式已无法满足相关领域对致动系统提出的柔性、高效及多源刺激响应性等要求,因此需发展新型的人工肌肉材料。以碳纳米管和石墨烯为代表的烯碳材料具有轻质、高强、高电导率和柔性等特征,在人工肌肉领域展现出了巨大的应用潜力。以烯碳材料为基元构筑宏观组装体材料,或以烯碳材料为添加相制备纳米复合材料,可在微观和宏观架起桥梁,实现烯碳材料在人工肌肉领域的应用。本文基于上述两种应用形式,综述了烯碳材料在人工肌肉领域的应用进展。首先从一维纤维和二维薄膜的烯碳人工肌肉宏观表现形态出发,介绍了既作为结构材料,又提供了响应、驱动功能的烯碳材料在人工肌肉中的应用。接着从机电性能、可编程的响应形变以及传感功能三个方向,介绍了烯碳材料作为增强赋能相在人工肌肉材料中的功能性应用。最后阐述了基于烯碳材料人工肌肉的机遇与挑战。 展开更多

关键词 烯碳材料 人工肌肉 应用 结构 功能

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可充锌锰电池的研究进展 被引量：1

6

作者 张思兰 邸江涛 李清文 《电源技术》 CAS 北大核心 2019年第4期720-723,共4页

锌锰电池问世以来,由于其结构简单、安全、无毒、成本低廉且环保等特点得以广泛应用。在传统的碱性电解液中的循环稳定性差,难以实现连续多次充放循环,限制了锌锰电池的应用。而在中性电解液中,锌锰电池可以有上千次的循环寿命。在介绍... 锌锰电池问世以来,由于其结构简单、安全、无毒、成本低廉且环保等特点得以广泛应用。在传统的碱性电解液中的循环稳定性差,难以实现连续多次充放循环,限制了锌锰电池的应用。而在中性电解液中,锌锰电池可以有上千次的循环寿命。在介绍不同电解液中电池工作机理的基础上,阐述了电解液对锌锰电池可充性的影响,并对可充锌锰电池技术未来的发展进行了展望。 展开更多

关键词 电解液 可充锌锰电池 机理

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聚丙烯腈基纳米纤维纱线的制备及其热稳定研究 被引量：1

7

作者 刘秋实 王晓娜 +2 位作者 魏香宛 邸江涛 门传玲 《广州化学》 CAS 2020年第6期17-23,共7页

通过静电纺丝法制备出连续均匀的聚丙烯腈(PAN)基纳米纤维纱线并对其进行后牵伸,研究了不同牵伸倍率、热稳定过程中环化反应温度、气体氛围以及升温方式对PAN分子链结构和纱线力学性能的影响。用扫描电子显微镜(SEM)、万能材料试验机、... 通过静电纺丝法制备出连续均匀的聚丙烯腈(PAN)基纳米纤维纱线并对其进行后牵伸,研究了不同牵伸倍率、热稳定过程中环化反应温度、气体氛围以及升温方式对PAN分子链结构和纱线力学性能的影响。用扫描电子显微镜(SEM)、万能材料试验机、差示扫描量热仪(DSC)和傅里叶红外光谱仪(FT-IR)对PAN纳米纤维纱线进行形貌观察、力学测试和结构分析。结果表明,PAN分子链中C≡N的环化温度为285℃,热稳定的最佳气体氛围是空气,最佳升温方式是阶梯式升温。同时,研究发现在热稳定前将单臂碳纳米管附着在纳米纤维纱线上可以有效增强热稳定后纱线的抗拉强度。该研究结果为制备高性能碳纳米纤维纱线提供了一定的理论及实验基础。 展开更多

关键词 静电纺丝 纳米纤维 纱线 环化反应 热稳定

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碳纳米管/尼龙并股人工肌肉纤维的制备与性能表征 被引量：1

8

作者 吴鹏飞 宋彦辉 +3 位作者 俞能晟 乔健 邸江涛 门传玲 《山东化工》 CAS 2019年第14期16-20,23,共6页

高度定向的尼龙纤维在加热时收缩且直径增加,扭曲然后卷绕这些材料的单丝形成螺旋弹簧,通过各向异性的热膨胀在加热时能够产生高的拉伸致动。通过使用电流来进行焦耳加热是控制驱动的便利方法。在这项工作中,浮动化学气相沉积法制备的... 高度定向的尼龙纤维在加热时收缩且直径增加,扭曲然后卷绕这些材料的单丝形成螺旋弹簧,通过各向异性的热膨胀在加热时能够产生高的拉伸致动。通过使用电流来进行焦耳加热是控制驱动的便利方法。在这项工作中,浮动化学气相沉积法制备的碳纳米管纤维被用作肌肉表面的焦耳加热元件,人工肌肉在低电压下(小于1V/cm)可以观察到产生14.2%的线性驱动,能量密度达到538.1J/kg。优异的循环性能预示着在智能织物领域有重要应用。 展开更多

关键词 尼龙纤维 碳纳米管纤维 人工肌肉 驱动

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丙烯腈-衣康酸基纳米纤维纱线的热稳定及碳化研究

9

作者 刘秋实 王晓娜 +2 位作者 刘大鹏 邸江涛 门传玲 《广州化学》 CAS 2021年第1期45-52,共8页

碳纳米纤维主要以聚丙烯腈(PAN)作为前驱体,通过纺丝、热稳定、碳化等后处理工艺制备而得。但是,PAN基纳米纤维取向度低、致密性差,热稳定后环化度低,碳化后导电性差等缺点阻碍其在高性能碳纳米纤维领域的发展。因此,在PAN分子链中引入... 碳纳米纤维主要以聚丙烯腈(PAN)作为前驱体,通过纺丝、热稳定、碳化等后处理工艺制备而得。但是,PAN基纳米纤维取向度低、致密性差,热稳定后环化度低,碳化后导电性差等缺点阻碍其在高性能碳纳米纤维领域的发展。因此,在PAN分子链中引入衣康酸(IA),通过溶液聚合法合成了P(AN-co-IA)共聚物并通过静电纺丝法制备了P(AN-co-IA)基纳米纤维纱线。研究了纱线中纳米纤维的取向度、致密性以及在热稳定后的环化反应程度。重点研究了P(AN-co-IA)基碳纳米纤维纱线的线电阻、微观结构与碳化温度的关系。用扫描电子显微镜(SEM)对纱线进行形貌表征。用X-射线衍射仪(XRD)、傅里叶显微红外仪(FT-IR)、拉曼光谱仪(Raman)对纱线进行结构分析。结果表明,P(AN-co-IA)基原丝纱线的结构较致密,取向度较高。热稳定后的P(AN-co-IA)基纳米纤维的环化度高于PAN基纳米纤维。当碳化温度升至1100℃时,P(AN-co-IA)基碳纳米纤维纱线的线电阻明显降低至14Ω/cm。当碳化温度继续升高至1400℃,纱线的线电阻没有明显变化,但通过Raman光谱分析其无序碳结构会大幅增加。本文的研究结果为制备高取向性、高致密性和高电导性的碳纳米纤维纱线提供了一定的理论及实验基础。 展开更多

关键词 衣康酸 环化度 碳结构 线电阻

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易分散碳纳米管阵列可控制备及其衍生超级电容器性能

10

作者 巩倩 周雨融 +2 位作者 许昊 邸江涛 门传玲 《广州化学》 CAS 2020年第1期1-9,37,共10页

采用浮动催化剂化学气相沉积(FCCVD)的方法制备碳纳米管(CNT)阵列,通过优化温度、注射速率、生长基底等实验条件,得到高度达到3mm的超长CNTs阵列。选用间甲酚为分散剂,实现了CNT阵列的超大浓度分散,最大分散浓度可以达到120mg/mL,良好... 采用浮动催化剂化学气相沉积(FCCVD)的方法制备碳纳米管(CNT)阵列,通过优化温度、注射速率、生长基底等实验条件,得到高度达到3mm的超长CNTs阵列。选用间甲酚为分散剂,实现了CNT阵列的超大浓度分散,最大分散浓度可以达到120mg/mL,良好的分散性可以使分散体形成紧密团聚的面团状。选用40mg/mL的浓糊状分散体,用刮涂的方法得到了大面积的CNTs纸,测试了CNTs的电容性能,表现出稳定的电容器性能。 展开更多

关键词 碳纳米管阵列 分散 超级电容器

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热解碳包覆的碳纳米管复合二氧化锰薄膜超级电容器

11

作者 巩倩 周雨融 +2 位作者 许昊 邸江涛 门传玲 《广州化学》 CAS 2020年第2期1-6,15,共7页

通过化学气相沉积(CVD)的方法,在碳纳米管(CNT)薄膜及其连接处沉积热解碳(PC)来限制CNTs之间的滑移。通过扫描电镜(SEM)观察发现,热解碳(PC)的沉积使得CNT表面更加平整,且表面的孔洞更加均匀。通过应力应变及亲疏水性测试发现,CNT/PC复... 通过化学气相沉积(CVD)的方法,在碳纳米管(CNT)薄膜及其连接处沉积热解碳(PC)来限制CNTs之间的滑移。通过扫描电镜(SEM)观察发现,热解碳(PC)的沉积使得CNT表面更加平整,且表面的孔洞更加均匀。通过应力应变及亲疏水性测试发现,CNT/PC复合薄膜的拉伸强度增加了200%,水与薄膜的静态接触角由123°减小到78°。其后通过电化学沉积的方法,制备得到CNT/PC/MnO2薄膜电极材料,通过电化学测试得知,在1 mA/cm^2的电流下单电极的比电容为326 mF/cm^2,可以稳定循环10000圈,电容的保持率稳定在100%左右。 展开更多

关键词 碳纳米管 热解碳包覆 超级电容器

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一种新型的开放式图形库OpenGL及其运用 被引量：2

12

作者 高建瓴 施怀瑾 邸江涛 《贵州工学院学报》 1995年第6期81-84,共4页

本文简要介绍了一种新型的开放式图形库ＯｐｅｎＧＬ的特点及用途，并表明如何运用ＯｐｅｎＧＬ开发应用软件。

关键词 计算机图形学 开放式图形库 软件

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一个具有多媒体功能的电网仿真系统

13

作者 施怀瑾 高建瓴 +3 位作者 邸江涛 熊炜 王心丰 孙国胜 《电力自动化设备》 EI CSCD 1996年第2期16-20,共5页

本文介绍具有多媒体功能的电网仿真系统，给出了硬件配置图和软件模块图，探讨了多媒体功能在电网仿真系统实现的运用。

关键词 电力系统 仿真 多媒体 电网

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催化剂性质对碳纳米管可控生长的影响 被引量：1

14

作者 邸江涛 杨晓杰 +1 位作者 勇振中 李清文 《化学通报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第12期1086-1092,共7页

碳纳米管独特的物理化学性质与其结构密切相关。目前,化学气相沉积法已成为低成本制备碳纳米管的常用方法,其中催化剂性质是实现碳纳米管可控生长的关键。催化剂作为碳纳米管成核生长的核心位点,对碳纳米管的结构起着决定性的作用。本... 碳纳米管独特的物理化学性质与其结构密切相关。目前,化学气相沉积法已成为低成本制备碳纳米管的常用方法,其中催化剂性质是实现碳纳米管可控生长的关键。催化剂作为碳纳米管成核生长的核心位点,对碳纳米管的结构起着决定性的作用。本文从适宜于化学气相沉积法生长碳纳米管的催化剂的结构与性质入手,综述了近几年催化剂在碳纳米管长度、管径、管壁数及手性控制等方面的研究进展。 展开更多

关键词 碳纳米管 化学气相沉积 催化剂

原文传递

鞘状碳纳米管人工肌肉纤维在弱电流刺激下的驱动性能提升机制 被引量：1

15

作者 赵增辉 朱苏峰 +4 位作者 杨光 董旭峰 邸江涛 齐民 黄昊 《Science China Materials》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第12期4794-4802,共9页

电热驱动的鞘状人工肌肉已经展示出广阔的应用前景.当受到高电流产生的焦耳热影响时,它们的鞘层会膨胀和软化,有效地释放芯部纤维内储存的扭转能量,这种现象显著地提高了驱动性能.本工作制备了一种包裹在聚二甲基硅氧烷(PDMS)鞘层中的... 电热驱动的鞘状人工肌肉已经展示出广阔的应用前景.当受到高电流产生的焦耳热影响时,它们的鞘层会膨胀和软化,有效地释放芯部纤维内储存的扭转能量,这种现象显著地提高了驱动性能.本工作制备了一种包裹在聚二甲基硅氧烷(PDMS)鞘层中的预捻碳纳米管(CNT)人工肌肉纤维.施加频率为0.25 Hz的50 mA电流,其可以产生13.28%的收缩变形和9.82 MPa的收缩应力,功率密度为3.8 W g^(−1).得益于非螺旋结构,CNT纤维@PDMS的运行速率可达42%s^(−1),我们据此开发了快速运行的开关和仿生臂.有趣的是,我们观察到即使在较弱的电流不足以诱导驱动所需的PDMS鞘层膨胀和软化的情况下,CNT纤维@PDMS的驱动性能也有所改善.为了解释这一现象,我们提出了一种鞘层致密化机制.当电流通入CNT纤维时,其内部CNTs间产生的安培吸引力也会引发驱动,PDMS鞘层在固化过程中产生沿CNT纤维径向分布的收缩应力,会使CNTs间距减小,从而提升安培吸引力.我们通过检测CNT纤维@PDMS在不同温度下的驱动行为、内部微观结构、力学和电学性能的变化证实了这种致密化机制的存在,并分析了整个驱动过程中能量的变化. 展开更多

关键词 carbon nanotube fiber sheath-run structure electromechanical response pre-twisted artificial muscle

原文传递

(PEDOT-PSS)-碳纳米管复合膜硅基太阳能电池 被引量：4

16

作者 孙良芳 李儒 +2 位作者 邸江涛 丁鹏 李清文 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期2385-2391,共7页

碳纳米管-Si(CNTs-Si)肖特基太阳能电池具有制作简单、成本低的优势。然而,受限于CNTs薄膜的电阻高、结区均匀性差、反光严重等因素,该类器件的光电转换效率仍较低。本文研究了聚3,4-乙撑二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT-PSS)-CNTs复合... 碳纳米管-Si(CNTs-Si)肖特基太阳能电池具有制作简单、成本低的优势。然而,受限于CNTs薄膜的电阻高、结区均匀性差、反光严重等因素,该类器件的光电转换效率仍较低。本文研究了聚3,4-乙撑二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT-PSS)-CNTs复合透明膜的制备及其在硅太阳能电池中的应用。电流-电压曲线表明,PEDOT-PSS的引入可以大幅度提升CNTs-Si器件的光电转换效率(从5.9%到11.6%)。作为透明电极,复合膜中的取向CNTs可有效地收集和传导太阳能电池结区的光生空穴,而PEDOT-PSS则有效填补了CNTs膜的面内空隙,进而增加了肖特基结的面积。采用表面刻有倒金字塔结构的聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为减反层,有效地降低入射光的反射,增加Si表面对光的吸收,进一步将(PEDOT-PSS)-CNTs-Si器件的光电转换效率提升至12.4%。电子束感生电流技术表明器件的光电转换主要基于复合膜与Si之间的肖特基结。 展开更多

关键词 碳纳米管 导电高分子 太阳能电池 复合薄膜 减反层

原文传递

碳纳米管阵列的可控生长及应用 被引量：2

17

作者 康黎星 邸江涛 +1 位作者 张永毅 李清文 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第33期3264-3279,共16页

取向阵列结构是碳纳米管聚集体中的一种重要形式,可以通过化学气相沉积(CVD)技术可控制备,是实现碳纳米管结构与性能从微观向宏观跨越的重要桥梁.本文综述了近期碳纳米管阵列(包括水平阵列和垂直阵列)的制备技术进展,以及它们在纳电子... 取向阵列结构是碳纳米管聚集体中的一种重要形式,可以通过化学气相沉积(CVD)技术可控制备,是实现碳纳米管结构与性能从微观向宏观跨越的重要桥梁.本文综述了近期碳纳米管阵列(包括水平阵列和垂直阵列)的制备技术进展,以及它们在纳电子器件、高性能纤维、功能薄膜与器件、能源存储等领域的应用现状,并对碳纳米管阵列制备与应用仍然面临的一些关键问题以及未来潜在的发展方向进行了分析和展望. 展开更多

关键词 碳纳米管阵列 可控生长 场效应晶体管 碳纳米管纤维 取向碳纳米管薄膜

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