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中國科技大學俞書宏教授領導的合肥微尺度物質科學國家實驗室（籌）納米材料與化學研究部在中國科學院"引進 國外杰出人才"計劃、國家杰出青年基金、國家基金委優(yōu)秀創(chuàng)新群體、國家自然科學基金等的大力支持下,繼在生物模擬礦化與仿生合成特殊無機納米結構材料方面 取得重要進展之后，較近在同軸納米電纜和納米管的低溫化學合成方面又獲得一系列新進展。
同軸納米電纜和復合納米管是一種新型納米結構材料,有關其合成方法的探索一直倍受關注。以往的合成路線往往需要極其苛刻的條件如高溫、激光、碳熱還原等條件，尋求經(jīng)濟、溫和、操作簡便的溶液合成方法是該領域的研究熱點。
該 研究部的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種運用溶液方法在銀離子催化作用下聚乙烯醇(PVA)鏈的交聯(lián)現(xiàn)象，并成功將其發(fā)展成為一種大量合成柔軟的銀/PVA納米電纜的 方法，并提出了一種軟-硬模板協(xié)同生長的新機制，認為PVA對銀納米線的穩(wěn)定效應和交聯(lián)PVA與其鍵聯(lián)的二者協(xié)同作用導致了納米電纜的形成。論文受到美國 化學會J.Am.Chem.Soc.審稿人的高度評價："這是一個極其重要和出色的研究工作，作者描述了在銀離子催化作用下PVA鏈的交聯(lián)水熱反應方法一 步大量合成柔軟銀/PVA納米電纜的方法，所獲得的電纜式納米結構不尋常且對材料化學和線型聚合物的交聯(lián)具有重要的參考價值。所獲得的納米電纜的外殼層厚 度可控并且長度很長，真正為合成納米電纜結構材料提供了一條有前途的合成路徑。該研究對不同領域的讀者都是有趣的并有可能在導電聚合物復合材料和納米技術 方面有潛在的應用價值;研究結果發(fā)表在較近一期國際著名化學期刊J.m.Chem.Soc.2005，127，2822-2823上。俞書宏教授領導的小 組還進一步將該技術發(fā)展成為一種普適的大量合成多種金屬/聚合物納米電纜的方法，相關一系列的工作正在深入研究中。
該課題組還 以價廉的淀粉、糖類碳水化合物等碳源為原料,提出了在貴金屬鹽存在的條件下水熱碳化共還原法并成功實現(xiàn)了的淀粉和糖類的快速碳化，獲得了多種結構特別的金 屬/碳復合納米結構材料，與傳統(tǒng)的高溫和真空方法相比，該研究實現(xiàn)了溫和條件下"一天內(nèi)碳化"，對今后獲得多種與碳材料相關的納米材料及其功能化有著重要 的意義。該工作被AdvancedMaterials審稿人評為："這是一篇極其重要而突出的研究之一，作者描述了水熱碳化共還原法成功合成了多種具有不 尋常的金屬/碳復合納米結構材料，如納米電纜、空心納米管、由納米顆粒點綴而成的碳納米管。該研究真正提供了一條普適的方法合成多種金屬/碳復合納米結構 材料，所采用的原料淀粉來源于自然且價廉，合成過程也很簡單，因此該研究對于來自眾多領域的讀者來說都是非常有趣的。"同時該研究預示了自然界中金屬催化 煤及木炭的形成過程可能與本實驗結果有著密切的關系。該研究結果發(fā)表在國際著名期刊Adv.Mater.2004,16,1636-1640上。此外，運 用所合成的超長鉬酸銀納米棒/線為犧牲模板,通過簡單的常溫下控制四丁基硅的水解過程及原位形成硅酸銀,成功獲得超長Ag2SiO3/SiO2復合納米管 并顯示出有趣的光學性質,該研究對運用犧牲模板法合成其他復合材料納米管具有重要的參考價值。論文也發(fā)表在 Adv.Mater.2004,16,1109-1112上。
這些研究結果表明，溫和的化學溶液合成路線為新型納米結構材料的制備及合理設計提供了一條嶄新的思路，這些結構特別的新型納米結構材料必將在相關領域獲得重要的應用。
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