由 UNIST 基础科学研究所 (IBS) 多维碳材料中心 (CMCM) 的杰出教授 Rodney S. Ruoff(化学系)领导的国际研究团队合成了一种由致密堆积的薄膜组成的薄膜。类金刚石碳纳米纤维。正如最近发表在ACS Nano杂志上的一篇文章所述 ，研究人员指出，这种新型碳材料具有高浓度的四价键碳(类金刚石纳米纤维有许多 C 原子，另外还有四个原子与之键合;这是也称为“sp3 键合碳”)。

“通过在乙炔和氢气中加热基材上直径为几纳米的铜纳米颗粒来合成类金刚石碳纳米纤维薄膜，”Kee Han Lee 说。“合成的纤维非常致密并形成薄膜。这些密集堆积的纳米纤维也可以分离成粉末形式，这可能会扩大它们的应用范围。”

在这项研究中，该团队能够确定影响纳米纤维填充密度的参数，即氢气浓度和铜纳米颗粒催化剂尺寸。通过调整这些参数，可以显着增加堆积密度，从而形成翘曲薄膜。

X 射线光电子能谱、固态核磁共振、元素分析和拉曼光谱等各种技术对这些类金刚石纳米纤维中的元素组成和化学键结构进行研究，发现 sp3 键合的碳原子(sp3:sp2大约 2 的碳原子比)占主导地位(sp2 键合的 C 原子连接到其他三个原子而不是四个原子 - 如在石墨烯和石墨中 - 而在金刚石中，所有 C原子都是“sp3 键合的”)。使用拉曼光谱和元素分析确定纳米纤维内的氢含量约为 25-50 原子%。

“由于 sp3-碳含量高，这种材料不同于其他气相生长的碳纳米纤维，包括主要由堆叠石墨烯层组成的纳米管和 sp3:sp2 碳比约为 0.25 的碳纳米线圈，”Sun Hwa 解释说李。

的电阻率(1.2±0.1×10 6 Ω厘米它是电绝缘的)，密度(2.5±0.2克厘米-3 ;金刚石的密度为3.5克厘米-3)，表面积(28±0.7平方米克- 1 )、化学惰性和对各种液体的润湿性被确定。这些性能是相似的或“更好”比大多数类金刚石碳薄膜的报道，但发现这类金刚石碳纳米纤维膜的机械性能比常规的，连续的，类金刚石碳完全不同的膜，因为它是由纳米纤维。

“我们发现了一种新形式的碳，人们可能希望我们的工作能激励其他人现在也沿着这条研究道路进一步研究，”杰出教授 Ruoff 说。“除其他外，我们从事新碳材料的基础科学，我们有兴趣最终实现纯金刚石纤维，以及对这种类金刚石碳纳米纤维的进一步研究。”