我碳化硅纳米材料研究受国际关注

煤转化国家重点实验室郭向云研究员有关碳化硅纳米材料的最新研究成果受到国外同行关注。Frost & Sullivan公司日前以“新奇的珠状碳化硅纳米链”为题，在其出版的刊物上对此进行了详细介绍。

    碳化硅材料是一种具有多种优良性能的功能材料，采用正硅酸乙酯和酚醛树脂形成的碳硅干凝胶进行碳热还原，通常可得到碳化硅晶须。文章称，中国科学院山西煤炭化学研究所煤转化国家重点实验室和德国马普Fritz-Haber研究所，在合成珠状纳米结构材料方面取得进展。

    这两个所的研究人员发现，不同添加剂的C-Si干凝胶可形成不同形貌的纳米碳化硅。通过在凝胶制备过程中添加表面活性剂和硝酸镧，从而获得颗粒排列有序的C-Si干凝胶。这种干凝胶在金属纳米颗粒催化剂作用下发生碳热还原，形成碳化硅。

    由于催化剂的特殊性质以及反应物的有序排列，碳和硅的浓度在催化剂颗粒中发生周期性的变化，最终产生直径周期性变化的纳米线，即珠状碳化硅纳米链。

    用这种方法得到的纳米线直径在某种程度上可以由颗粒的大小来决定，因而是可以控制的。通过对纳米链和纳米线增强的复合材料的机械性能测定表明，采用纳米链增强的复合材料拉伸强度可增加32%，而用纳米线增强的复合材料强度仅增加14%。

    这种纳米链是一种性能优异的复合材料增强剂，而且由于其直径周期性变化，因而具有周期性变化的电阻特性，或许还可作为可变电阻用于纳米器件设计，因此应用前景广阔。

    郭向云2000年获中科院“引进国外杰出人才计划”资助回国，一直从事纳米材料的可控合成与应用方面的研究工作。