《選擇性分離雙壁碳納米管的研究》是依託中國農業大學，由聶海瑜擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：選擇性分離雙壁碳納米管的研究
- 依託單位：中國農業大學
- 項目負責人：聶海瑜
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
雙壁碳納米管（DWNTs）是一種新型碳材料，其獨特的結構賦予了它不同於單壁和多壁碳納米管的優異的電學、力學、光學、熱學等性質，因此在微電子器件和納米複合材料等領域具有巨大的開發潛力。而目前嚴重製約DWNTs套用發展的兩個因素是：1、製備技術尚不能精確控制DWNTs的直徑，合成的DWNTs直徑分布較寬。2、DWNTs 難以分散在溶劑中。而DWNTs直徑直接影響到DWNTs的電學、力學、光學等性質。目前尚無解決這兩個問題的研究報導。我們前期研究發現溶菌酶分散不僅可提高DWNTs分散性，還可實現DWNTs的直徑選擇性分離。本課題以此為基礎，擬用不同結構的蛋白質分散DWNTs，實現DWNTs的直徑選擇性分離，富集不同直徑分布的DWNTs，並揭示蛋白質的結構對蛋白質分散和分離DWNTs的影響，為DWNTs分離建立一種高效、簡單易行、低成本的方法，大力推動DWNTs性質研究和套用發展。
結題摘要
雙壁碳納米管（DWNTs）是一種新型碳材料，其獨特的結構賦予了它在微電子器件和納米複合材料等領域具有巨大的開發潛力。而目前嚴重製約DWNTs 套用發展的兩個因素是：1、DWNTs難以分散在溶劑中；2、製備技術尚不能精確控制DWNTs 的直徑，合成的DWNTs 直徑分布較寬。而DWNTs 直徑直接影響到DWNTs 的電學、力學、光學等性質，從而限制了DWNTs在各領域中的套用。 本項目用六種不同結構的蛋白質：溶菌酶、組蛋白、牛血清白蛋白、肌紅蛋白、卵清蛋白和胰蛋白酶，研究這些蛋白質對DWNTs分散及其作用的不同，考察了pH 值、超聲時間、離心步驟等對分散的影響，分散效果用TEM、AFM、近紅外-紫外可見光譜、拉曼光譜等進行表征，建立分散的最優條件，而且利用蛋白質的分散作用實現了DWNTs 的直徑選擇性分離，並採用常規離心法實現了大量富集直徑分布窄的DWNTs，為DWNTs 分離建立一種高效、簡單易行、低成本的方法，大力推動DWNTs 性質研究和套用發展。研究發現：1、DWNTs可以有效分散在合適pH值的蛋白質(溶菌酶、組蛋白、牛血清白蛋白、肌紅蛋白和卵清蛋白)溶液中，形成均勻而穩定的分散液，但不能分散於胰蛋白酶溶液中。溶菌酶、肌紅蛋白、組蛋白、卵清蛋白和牛血清白蛋白這五種蛋白質對DWNTs的分散具有pH依賴性，當pH遠離蛋白質等電點時，DWNTs容易分散在蛋白質溶液中；而pH靠近等電點時，DWNTs難以分散。2、採用常規離心法得到蛋白質對DWNTs的分散液，通過電鏡、拉曼等表徵發現，這溶菌酶、組蛋白、牛血清白蛋白、肌紅蛋白和卵清蛋白五種蛋白質對DWNTs分散具有管徑選擇性，大管徑的DWNTs更容易被分散在蛋白質中。蛋白質分散得到的DWNTs的外徑和內徑分布，遠高於分散前的DWNTs的外徑和內徑，並探討了蛋白質和DWNTs之間相互作用的機理。由於蛋白質價格低、容易獲得，分散操作簡單，因此蛋白質分散提供了一種大量富集大管徑DWNTs的簡易方法，推動DWNTs的性質研究以及套用發展。
