碳纳米管的有序功能化是个极具挑战的工作,是实现其在电子、光学及纳米器件等方面应用的前提。本课题主要研究了聚合物结晶修饰碳纳米管,相关的生长机理,以及结构功能一体化聚合物/碳纳米管复合材料的制备。研究结果显示采用非等温结晶和沸腾溶液结晶的方法成功地在碳纳米管表面生长了聚合物片晶,控制结晶条件,聚合物片晶周期性地装饰到碳纳米管的表面,获得了纳米杂化串晶结构,片晶长度为30-150 nm,间距为35-80 nm,实现了碳纳米管表面周期性功能化。PE包覆层在纳米杂化串晶结构形成过程中起着至关重要的作用,它能很好地解决晶格匹配与空间位阻之间的矛盾,提出了纳米杂化串晶结构的形成过程和相应的生长机理。碳纳米管表面的聚合物结晶层解决了碳纳米管的团聚,NHSK结构在可拉伸导电薄膜的应用显示NHSK结构中的串晶(shish)具有 "啮合"作用,NHSK结构对于薄膜中有效导电网络的破坏具有一定的延迟效应。提出了β成核剂非共价键修饰MWNTs的新方法,不但提高了MWNTs在基体中的分散性,而且β-NA能够细化及均匀晶区尺寸,使得碳管在基体中的网络结构更加完善,提出了相应的导电机理模型。
英文主题词carbon nanotubes; nano-hybrid shish-kebab; ordered functionalization