论文部分内容阅读
一维纳米材料由于其自身的小尺寸效应,具有众多与传统材料不同的性能,在电子、光学、生物等多个领域有着良好的应用前景。为了能够更好的应用一维纳米材料,亟需高度可控的组装技术。目前已发展了多种不同的组装方法,如蒸发诱导组装、外场诱导组装、模板诱导组装、界面组装、微流法组装、吹气泡法组装等,每种方法都有其优点和缺点,为了达到所需的组装效果,必须选择可行的组装方法。通过组装,对一维纳米材料的密度、位置、尺寸、形貌等进行精确的控制,改进本征性能,获得非组装体所不具备的性能,进而制备功能化的器件。因此,研究一维纳米材料的组装及其功能化应用具有重要的意义。本文着重研究了在液/液界面和气/液界面上利用Pickering乳液和Langmuir-Blodgett方法对纳米线的组装,以及一些器件应用的拓展。取得的研究结果总结如下:1.在皮克林(Pickering)乳液体系中,通过油水界面的组装,将超长超细的碲纳米线组装成结构均一,直径数百纳米的纳米环。研究了纳米线直径和长径比对组装效果的影响,并且通过使用乳化剂稳定了乳液体系。制得注意的是,不同的乳化剂选择对组装也会产生不同的作用。这种可以通过简单超声回复纳米线状态的组装结构为Pickering乳液界面组装提供了一种零维纳米颗粒之外材料的组装方法。2.发展了气/液界面组装法制备银纳米线网络结构的柔性透明导电电极的技术。将从天然蚌壳中提取的碳酸钙纳米线和化学方法合成的银纳米线通过朗格缪尔-布吉特(Langmuir-Blodgett)方法在气液界面上共组装,使用稀醋酸刻蚀掉碳酸钙纳米线之后,得到了同向排布的,具有可调间隔的银纳米线单层薄膜,这种方法与传统Langmuir-Blodgett法相比,无需进行疏水化的预处理。通过多次组装,可以制得双层或多层银纳米线网络结构。将双层银纳米线网络转移到聚乙烯醇(PVA)基底上,制备了具有超强柔性的银纳米线透明导电电极。通过调整两种纳米线的比例,调控银纳米线网格的疏密程度,可以很好的控制导电性和透光性的关系,得到了透光率85%以上,电阻40Ω/sq以下的透明导电电极。同时,研究了该电极的机械性能及稳定性。3.用对苯二胺对石墨烯表面进行修饰,得到了表面带正电荷,在有机溶剂中分散性良好的石墨烯基底。在其上原位生长了直径4纳米左右的形貌和分布均匀的氧化锌颗粒。并且研究了反应时间、反应物浓度、前驱物种类、溶剂种类等条件对产物形貌的影响。此外,还将这种复合材料制成了功能化薄膜器件,研究了它的抗菌性能。