基于飞秒激光直写的三维高定向碳纳米管组装  

3D Assembly of Aligned Carbon Nanotubes via Femtosecond Laser Direct Writing

作　　者：龙婧[1] 熊伟[1] 刘莹[2] 蒋立佳 周云申[2] 李大卫[2] 姜澜[3] 陆永枫[1,2] 

机构地区：[1]华中科技大学武汉光电国家实验室,湖北武汉430074 [2]美国内布拉斯加林肯大学电子工程系 [3]北京理工大学机械与车辆学院,北京100081

出　　处：《中国激光》2017年第1期34-45,共12页Chinese Journal of Lasers

基　　金：美国国家自然科学基金(1265122);国家自然科学基金(61378031);华中科技大学人才引进基金(3004187102)

摘　　要：介绍了碳纳米管(CNTs)/聚合物复合材料分散性、定向排布和组装方面的研究进展,并利用双光子聚合(TPP)激光直写技术,实现了多壁碳纳米管(MWNTs)在三维空间的定向排布和分子组装。通过加入硫醇分子,提升了MWNTs/聚合物复合材料中CNTs的分散性和掺杂浓度,增强了CNTs/聚合物复合材料在电学、光学、力学方面的性能,并成功实现了三维CNTs功能器件的制造。研究结果表明,通过将TPP激光直写技术与热退火工艺相结合,可以实现对CNTs簇排列方向和位置的精确控制。The research status of dispersion, alignment and assembly of carbon nanotubes （CNTs）/polymer composite material is reviewed. In addition, the assembly and alignment in the arbitrary 3D space of multbwall CNTs （MWNTs） are realized via the laser direct writing technique based on two-photon polymerization （TPP）. The addition of thiol molecules makes the dispersion and doping concentration of CNTs in MWCNTs/polymer composites improved, and the optical and mechanical performances enhanced, and the fabrication of 3D CNTs functional devices realized. The research results indicate that, under the combination of TPP laser direct writing technique and thermal annealing process, the precise control of the orientation and placement of CNTs clusters can be achieved.

关 键 词：三维微纳制造 碳纳米管 双光子聚合 飞秒激光直写 

分 类 号：TN24[电子电信—物理电子学]