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科学家们揭开“纳米金刚石”的秘密
 
慧聪网   2005年10月8日8时59分   信息来源:中国润滑油信息网    

    据相关人士介绍,未来世界最具发展潜力之一的新型纳米材料中,有一种是以金刚石作为表面涂层的纳米导管,将对未来科技发展起到巨大的作用。近日美国阿贡国家实验室的科学家们对这种新型材料进行了深入研究,并且深入分析了这种材料的制造过程。

  美国阿贡国家实验室的研究员Amanda Barnard一直以来都从事于纳米材料的有关研究。这种以金刚石为表面涂层的新型材料是由两所意大利大学的研究人员共同发明的,目前这两所大学的研究人员正与Barnard一道对这种新型材料进行深入研究,为将来大规模生产此类新型材料做准备。

  这种纳米导管就像一支市面上常见的雪糕,表面包裹着20到100纳米厚的金刚石材料。这种新型材料已引起社会各界广泛的注意。特别是电子学工业中的超薄阴极射线隧道电视,这种电视具有高清晰度的画质,并且这种电视的价钱也比目前普通的平面电视便宜许多。

  这种材料的诱人之处就是在于其表面覆盖的一层金刚石粉,这种金刚石涂层将给普通的纳米导管带来许多令人惊讶的物理性质。一般的金属分子可以附着在这层金刚石涂料上面,这层金刚石还具有极好的光散发性能。金刚石是一种绝缘材料,但是它的表面又呈现出很强的负电性。纳米金刚石导管的表面由高纯度的金刚石组成,这就使得纳米金刚石导管及其上级电子元件之间产生导电性,它们之间可以有电流通过。加上纳米金刚石导管具有的良好光散发能力以及它极低的电压要求,使得这种新型材料可以用来制作高科技平面节能电视。

  Barnard说道:“这种新型材料具有良好的导电性和更有效的光散发能力,这些性质使得这种材料可以生产出更精密、更节能的设备来。”目前世界上许多研究人员都在寻求制造电子显示设备的更好材料,而这种新型材料具有很大的发展潜力,或许就是科学家们要找的材料。

  意大利罗马大学和罗马杜维嘉大学的研究人员于2004年首先发明了这一新型材料,他们在研究过程中得出:在某种特定情况下纳米导管会由于氢原子的作用而改变其表面上的碳原子化学结构,使之转变为一层金刚石。但是这两所大学的科学家并不知道纳米导管的表面在特定情况下转变为金刚石涂层的机理。这两所大学的研究人员为了找出其中的机理,找到了Barnard,期望纳米材料研究领域的专家Barnard能够带领他们更好地研究这种新型材料。

澳大利亚墨尔本皇家理工学院的博士后Barnard于2003年10月发表了第一篇关于纳米金刚石导管的研究论文。她的理论得到了意大利这两所大学研究人员的认可,她于2004年3月受邀请与这两所大学的研究人员共同进行研究。

  Barnard说道:“这些研究人员可以制造出这种新型材料,但他们并不清楚这种材料的具体制造过程以及制造原理。”

  Barnard经过仔细地实验以及计算后做出结论, 通常情况下,氢原子在腐蚀碳纳米导管的过程中会使导管表面的碳原子相互分散,但是在某一特定的氢浓度条件时,这种腐蚀就会使得碳纳米导管表面产生金刚石结构。 碳纳米导管表面的缺陷可以使得金刚石分子之间相互紧密结合,并帮助导管不断延长。

  Barnard目前也在英国牛津大学进行研究工作,目前仍对这种碳纳米导管进行有关研究。Barnard期待美国阿贡国家实验室为纳米材料研究设立新的研究中心。同时也期望阿贡国家实验室给她更多的机会,使她与有关的研究团体进行合作研究。她对纳米材料研究有极大的兴趣,而美国阿贡国家实验室可以给她这个便利。

  美国阿贡国家实验室纳米材料研究中心接受美国政府以及伊利诺州的资金资助,它们每年各自向美国阿贡国家实验室投入3500万美元以帮助此实验室更新研究设备。
 
 
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