ACS Nano：通過瑞利-泰勒不穩定型反轉實現球-管轉換實現納米管的形成

【引言】

?? ?無機納米管作為一維納米材料的一種形態，近年來受到了廣泛關注。納米管由于其具有著中空的空洞以及可調厚度的孔壁，使得其有著獨特的強度，硬度，導熱性和電學性質，得到了廣泛的應用。利用溶液法制備納米管是一種常用的方法，然而理解納米管的物理化學特性以及尋找新的制備納米管的方法仍舊是一個挑戰。

【成果簡介】

?? 在這里，中國科學技術大學倪勇和吳長征（共同通訊作者）課題組第一次報道了在球-管的形貌轉變中的物理化學變化。通過制備中空的氮化磷納米球，并且實現球-管轉變過程，認為曲面張力以及界面能導致的瑞利-泰勒不穩定型反轉是導致球-管轉變的原因。

【圖文導讀】

圖一：幾種不需要高溫制備納米管的方法

（A）通過應力誘導軋制薄膜的方法制備納米管

（B） 通過去除核殼結構納米線的核制備納米管

（C） 中空球-管轉變制備納米管

圖二：不同反應時間的氮化磷形貌

（A）（D）反應1h后的氮化磷中空小球的SEM和TEM照片，直徑為100nm左右

（B）（E）反應3h后中空小球發生了隨機交聯

（C）（F）反應9h后，中空小球完全轉化為納米管并且形成了納米管網絡

圖三：由中空納米球到納米管轉化過程中的穩定性分析和動力學描述

?（A）由中空球到納米管轉變的階段示意圖

（B）鏈狀中空球到納米管的演化過程

（C）鏈狀中空球演化為正交排列的納米管的過程

圖四：在t/τ分別為0，5，400時的三維結構示意圖

?【小結】

課題組通過溶劑熱法制備了氮化磷的納米管，并且實現了管壁厚度和直徑在較大范圍內可調。并且通過能量計算，揭示了實現球-管轉變的原理瑞利-泰勒不穩定型反轉可以和實驗結果達到很好的符合得到的結果，為大規模制備相互連接的納米管提供了理論依據。

文獻鏈接：Sphere-To-Tube Transition toward Nanotube Formation: A Universal Route by Inverse Plateau–Rayleigh Instability(ACS Nano, 2017,DOI:10.1021/acsnano.6b08248)

本文由材料人編輯部納米小組gyzdxhzy整理編譯，點我加入材料人編輯部。

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