中国纳米电缆研制取得重要进展

       中国科技大学俞书宏教授领导的合肥微尺度物质科学国家实验室（筹）纳米材料与化学研究部在中国科学院"引进国外杰出人才"计划、国家杰出青年基金、国家基金委优秀创新群体、国家自然科学基金等的大力支持下,继在生物模拟矿化与仿生合成特殊无机纳米结构材料方面取得重要进展之后，最近在同轴纳米电缆和纳米管的低温化学合成方面又获得一系列新进展。  
       同轴纳米电缆和复合纳米管是一种新型纳米结构材料,有关其合成方法的探索一直倍受关注。以往的合成路线往往需要极其苛刻的条件如高温、激光、碳热还原等条件，寻求经济、温和、操作简便的溶液合成方法是该领域的研究热点。  
       该研究部的研究人员发现了一种运用溶液方法在银离子催化作用下聚乙烯醇(PVA)链的交联现象，并成功将其发展成为一种大量合成柔软的银/PVA纳米电缆的方法，并提出了一种软-硬模板协同生长的新机制，认为PVA对银纳米线的稳定效应和交联PVA与其键联的二者协同作用导致了纳米电缆的形成。论文受到美国化学会J.Am.Chem.Soc.审稿人的高度评价："这是一个极其重要和出色的研究工作，作者描述了在银离子催化作用下PVA链的交联水热反应方法一步大量合成柔软银/PVA纳米电缆的方法，所获得的电缆式纳米结构不寻常且对材料化学和线型聚合物的交联具有重要的参考价值。所获得的纳米电缆的外壳层厚度可控并且长度很长，真正为合成纳米电缆结构材料提供了一条有前途的合成路径。该研究对不同领域的读者都是有趣的并有可能在导电聚合物复合材料和纳米技术方面有潜在的应用价值;研究结果发表在最近一期国际著名化学期刊J.m.Chem.Soc.2005，127，2822-2823上。俞书宏教授领导的小组还进一步将该技术发展成为一种普适的大量合成多种金属/聚合物纳米电缆的方法，相关一系列的工作正在深入研究中。         
       该课题组还以价廉的淀粉、糖类碳水化合物等碳源为原料,提出了在贵金属盐存在的条件下水热碳化共还原法并成功实现了的淀粉和糖类的快速碳化，获得了多种结构特别的金属/碳复合纳米结构材料，与传统的高温和真空方法相比，该研究实现了温和条件下"一天内碳化"，对今后获得多种与碳材料相关的纳米材料及其功能化有着重要的意义。该工作被AdvancedMaterials审稿人评为："这是一篇极其重要而突出的研究之一，作者描述了水热碳化共还原法成功合成了多种具有不寻常的金属/碳复合纳米结构材料，如纳米电缆、空心纳米管、由纳米颗粒点缀而成的碳纳米管。该研究真正提供了一条普适的方法合成多种金属/碳复合纳米结构材料，所采用的原料淀粉来源于自然且价廉，合成过程也很简单，因此该研究对于来自众多领域的读者来说都是非常有趣的。"同时该研究预示了自然界中金属催化煤及木炭的形成过程可能与本实验结果有着密切的关系。该研究结果发表在国际著名期刊Adv.Mater.2004,16,1636-1640上。此外，运用所合成的超长钼酸银纳米棒/线为牺牲模板,通过简单的常温下控制四丁基硅的水解过程及原位形成硅酸银,成功获得超长Ag2SiO3/SiO2复合纳米管并显示出有趣的光学性质,该研究对运用牺牲模板法合成其他复合材料纳米管具有重要的参考价值。论文也发表在Adv.Mater.2004,16,1109-1112上。  
        这些研究结果表明，温和的化学溶液合成路线为新型纳米结构材料的制备及合理设计提供了一条崭新的思路，这些结构特别的新型纳米结构材料必将在相关领域获得重要的应用。