情系纳米，缘系碳管
|
范守善，清华大学教授、中科院院士。长期从事新型功能材料制备与物性研究，近十余年来研究方向集中在碳纳米管阵列、薄膜和长线的控制合成、性能表征和应用探索领域，发表SCI论文160余篇。其中在碳纳米管生长机理、控制合成和应用研究方面取得了比较系统的研究成果，发表相关SCI论文80余篇。 情系纳米，缘系碳管 1994年底，范守善结束了为期2年的访问学者生活，回到清华园后范守善学长和同事们一起，把研究方向从以前的半导体转向了碳纳米管，因为有大量半导体的研究经验，在新兴的碳纳米管领域的研究也就轻车熟路，并在碳纳米管生长的方面取得了许多国际领先的成果。 碳材料是一个非常古老的材料，在最近二十多年里，突然发现有三个新的碳的同素异构体，这在材料界并不常见。在谈到当年选择碳纳米管作为自己的研究方向时，范守善回答道：“碳纳米管在实验室初制备的时候都呈粉末状，而实际投入应用的一般都是线形的，因此我希望能用一些半导体上的技术做到碳纳米管的控制性生长。” 碳纳米管(CNTs)小尺寸、高强度以及结构所呈现的显著物理性能，使它成为一种非常独特的碳材料，具有广阔的应用前景。近年来，每年超过数千吨的产能使CNTs的全球商业价值得到体现，在充电电池、汽车零部件、体育用品、船舶和过滤器等商品中得到应用。 开启纳米界“丝绸之路” 这位中国纳米科技的领军人一谈起纳米技术就滔滔不绝。“金属线不能持续拉，而碳纳米管可以一次成型，长度和韧性非常好，管内中空，电储大，同时还有导热性好、机械性能好等特点，可以取代很多金属材料。研究到现在20多年，碳纳米管还是经常能给我们惊喜。”范守善笑着说道。 碳纳米管阵列 在第八届纳博会上，范守善提出制备可利用的碳纳米管要从利用化学气相沉积法在硅基底上制备碳纳米管阵列开始着手，并通过基于对碳纳米管阵列生长机理的深入了解来实现碳纳米管阵列/线/薄膜的批量生产。 目前在硅衬底上生长出的碳纳米管阵列，可以持续不断地抽出一条会自行生长的黑线，即使是强有力的拉扯也不能让这根细线断裂。这小小的丝线是清华大学教授、中科院院士范守善20余年来的心血结晶，这些丝线具有独特的性质，可以很容易地用于构建宏观碳纳米管器件和结构。他们已经验证了一些有趣的应用领域。 碳纳米管在微观层面上排列有序，具备独特的性能，其应用领域包括高强度碳纳米管纱线及线缆，柔性加热装置，碳纳米管薄膜/高分子制动器，热致扬声器及柔性碳纳米管薄膜触控面板等。 在光电子材料方面，碳纳米管的导电性显得更优异，在未来将有希望取代氧化物成为新一代锂离子电池的电极材料，广泛应用于收集、手提电脑等电子市场上。 “很多科学家可能一辈子都遇不到一个新材料，我很幸运遇上了。对于未来，我也有信心让它在应用的道路上越走越远。”范守善自信的说。 范守善个人名片：  简介： 1947年生于山西晋城；1970年毕业于清华大学；1973-1975年在清华大学固体物理研究班学习；1981年获清华大学理学硕士学位。曾在麻省理工学院、哈佛大学和斯坦福大学做访问学者。现任清华大学物理系教授、清华大学学术委员会副主任、清华-富士康纳米科技研究中心主任。2003年当选为中国科学院院士，2010年当选为第三世界科学院院士。 研究方向： 纳米材料与低维物理，碳纳米管阵列、薄膜和长线的控制合成、性能表征和应用探索。 代表作： [1] Fan S, Chapline M G, Franklin N R, et al. Self-oriented regular arrays of carbon nanotubes and their field emission properties[J]. Science, 1999, 283(5401): 512-514. [2] Han W, Fan S, Li Q, et al. Synthesis of gallium nitride nanorods through a carbon nanotube-confined reaction[J]. Science, 1997, 277(5330): 1287-1289. |
|
|
