地区：上海市 宝山区
关键词：重庆大学;中国科学院重庆绿色智能技术研究院
成果类型：其它
成果领域：生物与新医药
成果编号：A2021061000002178
成果描述：
| 以碳纳米管为代表的一维纳米管凭借其内/外表面暴露、两端开孔、高比表面积等特点，在化学、物理、生物、医学等学科中展示日益重要的研究价值和前景。当今国际前沿能源与环境技术领域(传感器、超级电容器等)亟待开发制备具有特殊功能的自组装纳米管。该项目在国家自然科学基金资助下，以模板法和无模板法分别发展了制备开放式管壁的MnO<,2>纳米片自组装纳米管、层状纳米片自卷曲的一价金烷烃硫醇纳米管、Au-TiO<,2>纳米粒子纳米管、TiO<,2>纳米管内构筑悬浮式薄膜等新方法，率先提出在纳米尺度上对自组装纳米管的尺寸、形貌、界面结构和限域空间进行精细调控的设计新思路，为在纳米尺度乃至原子精度上设计纳米材料奠定化学制备基础。取得的有科学价值的理论和发现如下：首次提出纳米管管壁开孔的新思路，开发出纳米片‘鸟巢式’构筑纳米管的新方法，拓展了纳米管功能化的新技术，实现了高效的离子传输和有效的锰原子利用率，使MnO<,2>纳米片构筑纳米管在超级电容器性能和稳定性达到世界一流水平。通过有效调控锰源在纳米级有序孔道内的均匀分散，率先实现了大规模、精确可控的MnO<,2>纳米片自组装纳米管阵列的新方法。首次揭示了一价金烷烃硫醇纳米管的水力旋流和化学掺杂协同自卷曲合成机制。通过烷烃碳链长短共混，一价金/一价银共掺杂调控层状纳米结构的分子间范德华力，开发了一种超快无模板法制备一价金纳米管的新方法，制备时间从20小时缩短至0.5小时，推动了其在电化学传感器检测汞离子的大规模应用。借助对金纳米粒子表面化学改性，调控其表面张力和Au/TiO<,2>结合力的平衡，首次实现了金纳米粒子自组装薄膜在TiO<,2>纳米管内的悬浮，同时，实现限域内的悬浮自组装薄膜的解离及Au纳米粒子在TiO<,2>纳米管壁的包埋，突破纳米管内复杂且高难度纳米催化剂的世界级调控难题。率先发展了Au和TiO<,2>纳米粒子交互排布的纳米粒子纳米管，可实现并放大贵重金属-金属氧化物纳米粒子之间的协同机制，为贵重金属工业催化剂的设计及应用提供理论参考。在自组装纳米管的先进设计和应用研究中，以第一作者或通讯作者发表SCI论文20篇，其中ESI高引论文2篇；授权专利3项，SCI他引总数162次。被Nature Asia Pacific等权威媒体亮点报道。基金项目被基金委评为优秀代表，成果有力的促进了纳米材料基础研究的进步，为推动重庆所需的纳米技术的应用奠定了理论基础。 |
