煤轉(zhuǎn)化國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室郭向云研究員有關(guān)碳化硅納米材料的最新研究成果受到國(guó)外同行關(guān)注。Frost & Sullivan公司日前以“新奇的珠狀碳化硅納米鏈”為題，在其出版的刊物上對(duì)此進(jìn)行了詳細(xì)介紹。

    碳化硅材料是一種具有多種優(yōu)良性能的功能材料，采用正硅酸乙酯和酚醛樹脂形成的碳硅干凝膠進(jìn)行碳熱還原，通常可得到碳化硅晶須。文章稱，中國(guó)科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所煤轉(zhuǎn)化國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和德國(guó)馬普Fritz-Haber研究所，在合成珠狀納米結(jié)構(gòu)材料方面取得進(jìn)展。

    這兩個(gè)所的研究人員發(fā)現(xiàn)，不同添加劑的C-Si干凝膠可形成不同形貌的納米碳化硅。通過(guò)在凝膠制備過(guò)程中添加表面活性劑和硝酸鑭，從而獲得顆粒排列有序的C-Si干凝膠。這種干凝膠在金屬納米顆粒催化劑作用下發(fā)生碳熱還原，形成碳化硅。

    由于催化劑的特殊性質(zhì)以及反應(yīng)物的有序排列，碳和硅的濃度在催化劑顆粒中發(fā)生周期性的變化，最終產(chǎn)生直徑周期性變化的納米線，即珠狀碳化硅納米鏈。

    用這種方法得到的納米線直徑在某種程度上可以由顆粒的大小來(lái)決定，因而是可以控制的。通過(guò)對(duì)納米鏈和納米線增強(qiáng)的復(fù)合材料的機(jī)械性能測(cè)定表明，采用納米鏈增強(qiáng)的復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度可增加32%，而用納米線增強(qiáng)的復(fù)合材料強(qiáng)度僅增加14%。

    這種納米鏈?zhǔn)且环N性能優(yōu)異的復(fù)合材料增強(qiáng)劑，而且由于其直徑周期性變化，因而具有周期性變化的電阻特性，或許還可作為可變電阻用于納米器件設(shè)計(jì)，因此應(yīng)用前景廣闊。

    郭向云2000年獲中科院“引進(jìn)國(guó)外杰出人才計(jì)劃”資助回國(guó)，一直從事納米材料的可控合成與應(yīng)用方面的研究工作。