该项目主要研究对多壁和单壁碳纳米管在不同条件下的压阻效应.通过控制生长的碳纳米管的结构和采用化学切割碳纳米管的方法,改变碳纳米管膜的遂穿电阻;对碳纳米管掺杂和对碳纳米管进行化学修饰,改变其能隙结构,从而改变它的电子传输特性;以达到提高压阻因子的目的。制备出定向排列碳纳米管薄膜和单根碳纳米管压阻器件.并从理论上深入研究压阻效应的产生机理,提出解释压阻效应的具体的理论模型和计算压阻因子的计算公式。由于碳纳米管特有高抗张强度,高弹性,高电流容量,高热导率,高温度稳定性和低密度等综合性能,使其有望成为新一代理想的微应力传感器材料。
从实验上完成了掺杂、化学处理及不同管径碳纳米管的压阻效应的系列研究,发现碘掺杂和酸处理都有助于提高碳纳米管的压阻因子,在室温500微应变下,最高压阻因子可达350,大大超过多晶硅在35℃时的压阻因子30。从理论上建立了碳纳米管膜的导电模型,得到了理论与实验相一致的结果。这一模型对进一步研究与碳纳米管相关的压阻、气敏效应及电化学性质具有很好的指导意义。系统地研究了共价和非共价修饰以及不同管径碳纳米管的电学和电化学性质,发现影响其电化学性质的两个重要因素-激活能和活性官能团。将羧基修饰和DNA功能化的碳纳米管应用于微量生物分子的检测,得到了很好的选择性和高的灵敏度。特别是DNA功能化碳纳米管的电化学分析应用具有首创性,受到同行专家的高度评价。获省级二等奖1个。发明了合成功能复合氧化物的新方法-复合碱媒介法,该方法以熔融的混合碱为媒介,以价格低廉的无机盐和氧化物为合成原料,在低温和常压下进行溶液反应。为研究功能性氧化物的纳米级科学和技术开辟了一条具有重大商业应用前景的新方向。文章发表在Nano Lett,Adv.Mater,J.Phys.Chem.B上,申请美国专利1项,中国专利1项。