研究目的
通过机器视觉控制的过滤方法研究溶液法制备的单壁碳纳米管薄膜的全局排列，以应用于纳米管电子器件和光学控制元件。
研究成果
该研究成功展示了一种利用机器视觉控制过滤技术制备全局排列单壁碳纳米管薄膜的方法，其具有改进的向列相有序性并能排列多种类型的单壁碳纳米管。这种排列机制归因于管间相互作用和有序膜充电效应，为先进纳米管电子器件和光学控制元件提供了潜在应用可能。
研究不足
该技术的可重复性和可扩展性面临挑战，且对齐机制对静电相互作用的依赖可能在某些条件下限制其适用性。
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基于机器视觉控制过滤的溶液法单壁碳纳米管薄膜全局对准技术
DOI：10.1021/acs.nanolett.9b02853
期刊：Nano Letters
出版年份：2019
更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要：
过去十年间，单壁碳纳米管（SWCNTs）在化学控制（手性富集、长度分选、旋光选择性及填充物质）方面取得重大进展。最新研究表明，经后处理的SWCNT溶液可制备出大面积水平排列薄膜。本研究采用机器视觉自动化与并行化技术，通过压力驱动过滤同步制备全局取向SWCNT薄膜。反馈控制系统使过滤过程保持恒定流速，不仅提升了薄膜向列相有序度，更实现了在相同过滤参数下对多种SWCNT类型及纳米多孔膜的普适性排列。偏振光学光谱分析显示：标准操作下弯液面梳理工艺可在薄膜单侧形成二维径向SWCNT排列；经硅烷化处理消除弯液面后，空间分辨向列相分布图证实整个结构实现全局取向。通过改变离子强度与膜电荷的实验，我们证实该排列机制源于管间相互作用与有序膜电荷的协同效应。此项研究为新一代纳米管电子器件与光学控制元件的全局取向薄膜结构制备开辟了新途径。
作者：
Joshua S. Walker，Jeffrey A Fagan，Adam J. Biacchi，Valerie Kuehl，Thomas Searles，Angela R. Hight Walker，William Douglas Rice
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