基于一维纳米材料的分支异质纳米结构的构筑与性能

一维纳米材料(结构)是指在两维尺度上为纳米级、一维尺度为微米及以上尺度的材料，主要包括纳米管、 纳米线、纳米电缆、纳米带等。它们不仅具有重要的科学意义(是研究介观领域研究的理想模型材料)，而且具有重要的应用前景(是纳米器件与系统的重要构成单元，包括电子、光电子、生物传感及电子机械系统)，既可作功能元件，也可作联接导线，具有一箭双雕或一举两得的功效。与简单的一维纳米结构相比，异质复杂纳米结构是由不同材料的简单一维纳米结构按照一定的规律构成的复杂结构，它既保留了单一材料简单形貌一维纳米结构单元的性能；同时，由于单元之间的相互耦合，又赋予新性能与功能。因此，异质复杂纳米结构的功能更多、性能更优、应用更广、前景更好，是近年来国际上的研究热点之一。其中，要研究其性能与实现应用，构筑(制备、合成)是前提与基础，对形貌、结构和成分的控制是关键。在本项目执行期间，发展了几种构筑异质复杂一维纳米结构的普适方法；构筑了一系列由多种材料组成的异质复杂一维纳米结构及其阵列；对其光电性能进行了研究，发现异质复杂一维纳米结构确实比简单一维纳米结构具有更好的性能与更多的功能，尤其是异质复杂一维纳米结构阵列对环境介质中的痕量污染物具有很高的敏感性。项目执行期间共发表SCI论文25篇。其中，影响因子(IF)大于5的14篇，IF大于10的8篇。包括国际材料类知名刊物德国先进材料Adv. Mater.两篇、化学类国际知名刊物德国应用化学Angew. Chem. Int. Ed. 一篇、国际纳米类知名刊物美国纳米快报Nano Letters一篇、美国化学会纳米ACS NANO两篇、国际功能材料类知名刊物德国功能材料Adv. Funct. Mater.两篇。与此同时，我们还注意到知识产权的保护，项目的相关研究内容申请中国发明专利18项。研究结果对异质复杂一维纳米结构及其阵列在纳米器件中的应用提供了科学依据，奠定了实验与相关技术基础。