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      来自莫斯科物理与技术研究所（MIPT）、超硬和新碳材料技术研究所（TISNCM）、莫斯科国立大学（MSU）和国立科技大学的研究人员表明，超强材料可以通过将多层碳纳米管一起制备而成。该研究结果发表在Applied Physics Letters。

      根据科学家的说法，这种材料非常坚固能承受非常苛刻的条件，可用于航空航天工业等领域。

      该论文的作者进行了一系列实验来研究高压对多壁碳纳米管（MWCNT）的影响。此外，他们模拟高压电解池中的纳米管行为，发现MWCNT的外壁中的剪切应力应变使它们彼此连接，并导致其外表面上的结构重排。然而，同心纳米管内部完全保持它们的结构：它们仅仅在压力下收缩，一旦压力释放便恢复原状。

       这项研究的主要特点是，它证明了共价结合引起多壁纳米管互连（聚合）的可能性；生产这些纳米管可比它们的单壁对应物更便宜。

      米管之间的这些连接仅影响外壁的结构，而内层保持完整。这使我们能够保持原始纳米管优异的耐久性。擬IPT分子化学物理系教授、TISNCM功能纳米材料实验室的负责人Mikhail Y. Popov评论说。

        剪切金刚石压砧（SDAC）用于对纳米管进行压力处理。实验压力高达55GPa，该压力是马里亚纳海沟底部水压的500倍。该电解池由两个金刚钻组成，材料的样品之间可以被压缩。SDAC与其他电解池类型不同之处在于，可以通过旋转其中一个砧来对材料施加受控的剪切变形。因此，SDAC中的样品受到的压力，既有静水压力又有剪切分量的压力，即应力施加在垂直和平行于表面。通过计算机模拟，科学家发现这两种类型的应力以不同的方式影响管的结构。静水压力分量以复杂的方式改变纳米管壁的几何形状，而剪切应力分量在外壁上诱导形成sp 3杂化的非晶化区域，通过共价键将它们连接到相邻的碳管。当应力消除时，连接的多壁管内层的形状复原。

       碳纳米管由于其独特的机械，热和导电性质而具有广泛的商业应用。它们用于电池和蓄电池，平板电脑和智能手机触摸屏，太阳能电池，抗静电涂层和电子设备中的复合框架。

“织纹”结构金属氧化物纳米薄膜问世

美国布朗大学官网7日发布公告称，该校工程学院研究人员利用他们创建的石墨烯模板，成功合成出具有褶皱和凹裂结构的超薄金属氧化物纳米结构，并证明这些织纹结构能显著改进光催化剂和电池电极的性能。相关研究发表在《ACS Nano》期刊上。

该研究团队之前曾成功在氧化石墨烯单层纳米材料上引入褶皱和凹裂结构，从而大大增强了石墨烯的抗水性和导电性。但他们想用同样方法增强金属氧化物等材料性能时却遇到困难：引入褶皱结构需要从多个方向对石墨烯多次施压，而金属氧化物太硬，这种施压过程会使其断裂，无法操作。“于是，我们尝试用褶皱的石墨烯层作为模板，结果制作出褶皱的金属氧化物薄膜。”领导该研究的博士后研究员陈伯彦（音译）说。 

陈伯彦团队将石墨烯沉积到受热会收缩的聚合物底层上，底层在收缩过程中会将石墨烯挤向顶层，形成褶皱或凹裂结构。接着他们移走底层，在石墨烯褶皱层下面留下空置层，将褶皱的石墨烯层放到带正电的金属离子水溶液中。带负电石墨烯会将金属离子吸引到层间空位，在那里键合成与石墨烯层一样的褶皱或凹裂结构，最后将石墨烯氧化挥发，留下褶皱的金属氧化物层。

他们用这种石墨烯模板制成了锌、铝、镁和铜等不同金属氧化物的复杂结构。由于石墨烯压缩过程可以沿多个方向多次施压，从而获得不同的褶皱结构。

检测表明，新结构的褶皱表面能增强金属氧化物的性能，如褶皱氧化镁电极的导电性能是平层的4倍，凹裂结构氧化锌对光催化反应的催化性能也是平层的4倍。陈伯彦表示，新方法除了可用来改进金属氧化物的性能，还可用来研制不同性能的超级薄膜及全新二维材料。

文章源自战略前沿技术​