近日,中科院山西煤炭化學研究所煤轉化國家重點實驗室郭向云課題組與美國加州大學洛杉磯分校杜教授經寧的科研小組合作發表在 Nanotechnology(《納米技術》)上的論文被英國物理學會Nanotechweb.org選為亮點文章(highlight article)予以介紹。
　　眾所周知,顆粒或纖維添加到基體材料中可顯著改善材料性能。這種材料被稱為顆粒或纖維增強復合材料。最為人熟悉的例子就是鋼筋混凝土,添加了鋼筋或鋼絲網的水泥。鋼筋的添加使固化后水泥具有更高的拉伸、壓縮以及剪切強度。在混凝土中,鋼筋和水泥之間的結合力非常重要。為提高這種結合力,人們經常把鋼筋做成螺紋狀的,即螺紋鋼。在納米復合材料中,納米管和納米線常用來提高材料的性能。碳化硅納米線是一種高強度增強體,但由于表面光滑與基體結合力較弱,在使用過程中容易被拔出,影響效果。因此,制備出表面具有螺紋狀特征的碳化硅納米線非常重要。
　　在國家自然科學基金的支持下,郭向云組通過在溶膠-凝膠過程中采用不同碳前驅體和催化劑,制備出了具有周期性孿晶結構的碳化硅納米線。這種納米線具有類似螺紋的形貌特征,直徑50-300納米,長度可達幾十到上百微米。這種鋸齒形表面特征是由于納米線中的周期性孿晶造成的。通過與加州大學杜教授合作,他們共同研究了這種納米線的微觀結構特征,并提出一種理論模型可較好解釋這種納米結構的形成。他們的工作表明,這種納米線具有與常規碳化硅納米線不同的光發射特征和化學穩定性。
　　此前在國家基金支持下郭向云課題組曾研究出另一種新穎碳化硅納米線——珠狀碳化硅納米鏈。該文在Nanotechnology出版后曾被 Nano Alerts專題介紹。在該文中,課題組已經證明珠狀納米鏈可以顯著提高復合材料的力學性能,因此這種新型的孿晶納米線有望在納米復合材料中得到重要應用。