由添加的螺旋型聚乙烯薄膜制成的等级控制的螺旋式石墨薄膜,使用形态保留碳化方法制成
Satoshi Matsushita1, Mutsumasa Kyotani, Kazuo Akagi
1Department of Polymer Chemistry, Kyoto University, Katsura, Nishikyo-ku, Kyoto 615-8510, Japan.
Journal of the American Chemical Society
|October 6, 2011
概括
研究人员用螺旋式聚乙烯 (H-PA) 薄膜创建了螺旋式石墨薄膜. 这种保留形态的碳化方法保持了螺旋结构,使得得得出的石墨材料具有可控的电特性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
- 有机电子 有机电子
背景情况:
- 开发具有可控形态的新型碳材料对于先进应用至关重要.
- 以前的方法通常在高温碳化过程中难以保存复杂的结构.
- 螺旋结构具有独特的特性,但需要精确的制造技术.
研究的目的:
- 为准备一手螺旋式石墨薄膜,具有层次控制的形态.
- 为了研究添加的螺旋型聚乙烯 (H-PA) 薄膜在碳化过程中的形态保留.
- 通过操纵状阴性液晶 (N*-LC) 反应场来探索对螺旋式石墨膜性能的控制.
主要方法:
- 在添加H-PA薄膜上使用形态保留碳化方法.
- 使用扫描电子显微镜 (SEM) 在不同阶段 (800°C和2600°C) 进行形态分析.
- 应用X射线衍射 (XRD),拉曼光谱和传输电子显微镜 (TEM) 用于结构和结晶学表征.
- 研究了对齐的螺旋式石墨薄膜的电性能,包括导电性和异质性.
主要成果:
- 在800°C的碳化和随后的2600°C加热后,成功地保留了层次的螺旋形态.
- 在碳化过程中观察到最小的体重减轻 (10-29%) .
- 形态学,包括螺丝方向和扭曲程度,可以通过N*-LC参数进行控制.
- 在2600°C时确认了石墨结晶.
- 超声波产生了单螺旋式石墨纤维.
- 水平对齐的薄膜显示了增强的电导率和异构性.
结论:
- 保持形态的碳化方法对于生产螺旋式石墨薄膜是有效的.
- 通过调整N*-LC反应场,可以实现受控的螺旋结构.
- 这些螺旋式石墨膜表现出有前途的电性能和异型电子设备的潜力.
