我碳化硅納米材料研究受國際關注

煤轉化國家重點實驗室郭向云研究員有關碳化硅納米材料的最新研究成果受到國外同行關注。Frost & Sullivan公司日前以“新奇的珠狀碳化硅納米鏈”為題，在其出版的刊物上對此進行了詳細介紹。

    碳化硅材料是一種具有多種優良性能的功能材料，采用正硅酸乙酯和酚醛樹脂形成的碳硅干凝膠進行碳熱還原，通常可得到碳化硅晶須。文章稱，中國科學院山西煤炭化學研究所煤轉化國家重點實驗室和德國馬普Fritz-Haber研究所，在合成珠狀納米結構材料方面取得進展。

    這兩個所的研究人員發現，不同添加劑的C-Si干凝膠可形成不同形貌的納米碳化硅。通過在凝膠制備過程中添加表面活性劑和硝酸鑭，從而獲得顆粒排列有序的C-Si干凝膠。這種干凝膠在金屬納米顆粒催化劑作用下發生碳熱還原，形成碳化硅。

    由于催化劑的特殊性質以及反應物的有序排列，碳和硅的濃度在催化劑顆粒中發生周期性的變化，最終產生直徑周期性變化的納米線，即珠狀碳化硅納米鏈。

    用這種方法得到的納米線直徑在某種程度上可以由顆粒的大小來決定，因而是可以控制的。通過對納米鏈和納米線增強的復合材料的機械性能測定表明，采用納米鏈增強的復合材料拉伸強度可增加32%，而用納米線增強的復合材料強度僅增加14%。

    這種納米鏈是一種性能優異的復合材料增強劑，而且由于其直徑周期性變化，因而具有周期性變化的電阻特性，或許還可作為可變電阻用于納米器件設計，因此應用前景廣闊。

    郭向云2000年獲中科院“引進國外杰出人才計劃”資助回國，一直從事納米材料的可控合成與應用方面的研究工作。