圖1圖為混合碳納米板的合成及光學性質。圖片來源:UNIST
最新一項研究表明,隸屬于UNIST公司的研究團隊已經設計出了一種新型碳納米材料,這種材料能夠根據所用溶劑的類型而改變形狀和顏色。正是基于其獨特的光學性質和結構,該材料引起了研究者們的廣泛關注。
研究結果表明,由Dong Soo kim教授和Oh Hoon Kwon教授帶領的聯合研究團隊研究出了一種混合碳納米片(CNSs),該納米片顯示出一種強烈的電荷行為,其顏色范圍是從藍色到橙色,甚至在各種溶劑中都呈現白色。
這種獨特的混合CNS在石墨烯氧化物(GO)納米片的表面上承載了碳納米管簇,以此作為小分子前體在GO納米片存在下的水熱反應產物。此外,在紫外和可見光激發下,混合CNS在一系列不同極性的溶劑中表現出寬范圍的可調發射。
據研究團隊介紹,這種有趣的光譜行為來源于氯化萘與溶劑之間的氫鍵作用,導致CNS從2D片材到3D皺紋形態的形態轉變,進而影響發射狀態的壽命。
該研究的第一作者尤里?崔說:“GO納米片表面上的碳納米管簇具有不同的化學反應,這些反應取決于溶劑的性質。 ”他還發現CNS的光譜行為源于CNS和溶劑之間的氫鍵相互作用。
圖2 在不同溶劑中混合碳納米片的結構特征。圖片來源:UNIST
金教授說:“這是首次研究出CNS的形狀因溶劑而異。通過這項研究,我們希望提高混合材料的物理特性,從而進一步擴大其應用領域。”
在研究中,Kwon教授和他的團隊分析了CNSs熒光燈控制的基本原理,使用的是以時間分辨的電子光譜。在質子溶劑中,CNS的結構顯示出由于能量損失而產生的橙色輻射,是由于CNS中缺乏H鍵而導致的。另一方面,它由于在非質子溶劑中的能量損失較少,表現出綠色發射。
這項研究得到了韓國國家研究基金會(NRF)和韓國基礎科學研究所的支持。研究團隊預計,這種新型軟碳納米結構可能會開辟出一種新的可能性,來改善碳納米材料的光學物理性質。
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