Photonic Sorting of Aligned, Crystalline Carbon Nanotube Textiles.
Photonic Sorting of Aligned, Crystalline Carbon Nanotube Textiles.
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DOI：
10.1038/s41598-017-12605-y
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发表时间：
2017-10-11
影响因子：
4.6
通讯作者：
O'Neill W
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Bulmer JS;Gspann TS;Orozco F;Sparkes M;Koerner H;Di Bernardo A;Niemiec A;Robinson JWA;Koziol KK;Elliott JA;O'Neill W
浮动催化剂化学气相沉积独特地生成排列碳纳米管（CNT）纺织品，其单个碳纳米管长度比竞争工艺长，尽管受到杂质和内在/外在缺陷的阻碍。我们提出了一种基于光子的后处理方法，特别适合于这些纺织品，可以选择性地去除有缺陷的碳纳米管和其他不形成阈值热途径的碳。在这种方法中，一束大直径的激光光栅穿过空气中部分排列的碳纳米管织物的表面，从其末端悬挂。这导致了明亮的局部氧化，剩下的材料是由少壁碳纳米管组成的光学透明膜，在微观结构排列和结晶度方面有了深刻而独特的改善。拉曼光谱显示大量的D峰抑制，同时保持径向呼吸模式。这增加了未掺杂的，比电导率至少一个数量级超过单晶石墨。低温电导率测量表明固有的传输增强，而不是简单地去除不导电的碳/残余催化剂。
Floating catalyst chemical vapor deposition uniquely generates aligned carbon nanotube (CNT) textiles with individual CNT lengths magnitudes longer than competing processes, though hindered by impurities and intrinsic/extrinsic defects. We present a photonic-based post-process, particularly suited for these textiles, that selectively removes defective CNTs and other carbons not forming a threshold thermal pathway. In this method, a large diameter laser beam rasters across the surface of a partly aligned CNT textile in air, suspended from its ends. This results in brilliant, localized oxidation, where remaining material is an optically transparent film comprised of few-walled CNTs with profound and unique improvement in microstructure alignment and crystallinity. Raman spectroscopy shows substantial D peak suppression while preserving radial breathing modes. This increases the undoped, specific electrical conductivity at least an order of magnitude to beyond that of single-crystal graphite. Cryogenic conductivity measurements indicate intrinsic transport enhancement, opposed to simply removing nonconductive carbons/residual catalyst.
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