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碳纳米管生物复合材料性能研究获进展

  碳纳米管复合材料性能研究进展

  图1悬浮碳纳米管/壳聚糖聚合物薄膜在电压关闭(a)和电压(b)下的光学图像图2.不同波形下的电压信号(黑色曲线),其中碳纳米管/壳聚糖聚合物膜的重量为25%(红色曲线),其中(a)是施加0.1Hz正弦波-5V)0.1Hz,(c)0.1Hz正向波(0-5V)的正向波,(d)正向波(0-5V)的0.1Hz正向波电驱动材料是一种能够产生在外部电信号的刺激下变形。由于其很大的应用价值,吸引了研究者的探索兴趣。碳纳米管(CNTs)是具有优异的电学,机械和热性能的新型纳米材料。自从得克萨斯州立大学的鲍曼(Baughman)小组在1999年首次报道了电解质中单臂碳纳米管的电驱动以来,电驱动管研究受到越来越多的关注。最近,碳纳米管/聚合物复合材料的电驱动性能也受到关注。由于碳纳米管的添加可以提高聚合物的电学,力学和热学性能,所以碳纳米管复合材料有望成为电驱动领域取得良好的前景。
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近日,中国科学院苏州纳米技术与纳米生物研究所陈伟教授在碳纳米管与生物高分子复合材料可控电驱动性研究方面取得新进展。研究小组的助理研究员胡英在陈伟教授的指导下,通过简单的溶液超声波混合和蒸发的方式,监督了碳纳米管/壳聚糖复合膜的合成。其中,高导电性碳纳米结构管在非导电性壳聚糖本体中形成均匀的导电网络结构。当低压交流信号施加到两端固定在悬挂状态的长膜上时,可以观察到振动上下发生,电振动位移(波形,频率)和施加的电信号波形和频率是一致的(如图1所示)。
\\ u0026>结果表明,通过控制施加的电信号可以实现受控电驱动复合材料。由于碳纳米管的电热能转换,其形成机理被证实为复合材料的热膨胀和收缩。对碳纳米管生物复合材料的可控电驱动性能的发现和深入研究,对人造肌,仿生微机器人和微通道领域电驱动材料的应用和发展将起到重要的作用控制系统。
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这项工作的结果已经发表在ACS纳米网站上,纳米力克在美国纳米科学和纳米科学通讯在新闻聚焦碳纳米管/生物聚合物复合材料显示诺言作为人造肌肉报告的标题和评价。
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以上研究工作得到国家自然科学基金(10704051),苏州市科技发展计划(ZXG0713)和国家重大科学研究计划(973计划)(2010CB934700)的资助。 (来源:中国科学院南京分院)

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