研究目的
研究单壁碳纳米管对由弯曲核介晶形成的B7螺旋丝生长动力学和螺旋性的影响。
研究成果
在B7相中加入单壁碳纳米管后,形成的细丝结构更为紧密且生长速度降低,这表明纳米管起到了成核位点的作用。螺旋结构的周期性未受影响,说明纳米管固有手性不会影响细丝手性。观察到的屈曲不稳定性为研究细丝非线性动力学提供了模型系统,在生物分子有序排列和高强度纤维领域具有潜在应用价值。
研究不足
该研究仅限于热力学平衡状态下恒定淬火深度的观测,未探究不同冷却速率或非平衡条件的影响。此外,由于纳米管束的手性具有任意性,未研究单个纳米管的手性及其对细丝手性的潜在影响。
1:实验设计与方法选择:
本研究观察了单壁碳纳米管(SWCNT)存在下B7相纤维从各向同性熔体中的生长过程。采用偏光显微镜(POM)观测纤维的生长动力学和结构特征。
2:样品选择与数据来源:
所用弯曲核心材料为具有特定结构式的典型香蕉形化合物。SWCNT为市售商品直接使用,样品制备时采用不同纳米管浓度。
3:实验设备与材料清单:
徕卡OPTIPHOT偏光显微镜、Linkam热台(LTS350)及温度控制器(TP94)、uEye数码相机用于图像采集,ImageJ软件用于分析。
4:4)、uEye数码相机用于图像采集,ImageJ软件用于分析。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:以0.1K/min速率冷却样品以观察各向同性相至B7相转变过程。拍摄生长过程影像供后续分析。
5:1K/min速率冷却样品以观察各向同性相至B7相转变过程。拍摄生长过程影像供后续分析。 数据分析方法:
5. 数据分析方法:根据获取图像测定生长速度和纤维宽度,并分析螺旋超结构的周期性。
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Leica OPTIPHOT
OPTIPHOT
Leica
Polarizing optical microscopy for observing liquid crystal phases.
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Linkam hot stage
LTS350
Linkam
Temperature control for observing phase transitions in liquid crystals.
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Temperature controller
TP94
Linkam
Provides relative temperature stability to 0.1K for the hot stage.
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uEye digital camera
Acquires movies of the growth process at a frame rate of 14 fps.
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ImageJ
Software used for analyzing the acquired images.
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Single wall carbon nanotubes
CarboLex
Used as dopants to investigate their effect on B7 phase filament growth.
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