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成果简介
碳纳米管（CNTs）以其独特的结构和性能在许多领域有着广阔的应用前景。然而，CNTs的制备通常涉及繁琐的设备和耗时的过程。本文，清华大学张莹莹课题组在《Nano Res》期刊发表名为“Carbothermal shock enabled facile and fast growth of carbonnanotubes in a second”的论文，研究提出一个非常简单的装置，根据碳热冲击（CTS）快速升温的原理，实现了碳纳米管在碳化蚕丝布（CSF）上的快速生长，生长过程在1秒内完成。
其中CSF作为衬底，首先在CSF上滴加含有过渡金属盐的乙醇溶液；然后，立即被放入一个充满氩气的家用塑料储物盒中，施加脉冲电压（40 V，50 ms），CSF会因焦耳热效应瞬时升到高温（~1700 K）；此时，CSF纤维上会形成大小均一且分布均匀的催化剂颗粒，同时，挥发的乙醇溶剂恰好可以作为碳源用于碳纳米管的生长，从而实现了在CSF纤维上高密度、放射状排列的碳纳米管的快速生长。所得到的多级碳材料具有与蜘蛛听毛相似的绒毛结构，可以用作高灵敏气流传感器或高效率过滤材料。这种技术所需装置简单、过程耗时短、生长速度快，为碳纳米管的制备提供了一种简单高效的方法，也对其他纳米材料的生长有一定的参考价值。
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图文导读
图1、 在碳化丝织物上生长碳纳米管的碳热冲击过程
图2、 通过 CTS 工艺合成的 CSF@CNT 的表征。
图3 、CTS工艺中CNT生长机理示意图
图4、 CTS 工艺机理和使用其他基材和其他催化剂生长 CNT 的实验分析
图5 、CSF@CNTs在气流传感器和空气过滤器中的应用。
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小结
综上所述，本文还制造了一个高灵敏度的气流传感器和一个高效的空气过滤器，以展示独特的蓬松CSF@CNT纺织品的潜在应用。这种技术所需装置简单、过程耗时短、生长速度快，为碳纳米管的制备提供了一种简单高效的方法，也对其他纳米材料的生长有一定的参考价值。
文献：
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