Superacid-Surfactant Exchange: Enabling Nondestructive Dispersion of Full-Length Carbon Nanotubes in Water

碳纳米管 材料科学 纳米材料 水溶液 纳米技术 石墨烯 光致发光 纳米管 化学工程 色散(光学) 超声 有机化学 光电子学 化学 光学 工程类 物理
作者
Peng Wang,Mijin Kim,Zhiwei Peng,Chuan‐Fu Sun,Jasper Mok,Anna Lieberman,YuHuang Wang
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:11 (9): 9231-9238 被引量:35
标识
DOI:10.1021/acsnano.7b04429
摘要

Attaining aqueous solutions of individual, long single-walled carbon nanotubes is a critical first step for harnessing the extraordinary properties of these materials. However, the widely used ultrasonication–ultracentrifugation approach and its variants inadvertently cut the nanotubes into short pieces. The process is also time-consuming and difficult to scale. Here we present an unexpectedly simple solution to this decade-old challenge by directly neutralizing a nanotube-chlorosulfonic acid solution in the presence of sodium deoxycholate. This straightforward superacid-surfactant exchange eliminates the need for both ultrasonication and ultracentrifugation altogether, allowing aqueous solutions of individual nanotubes to be prepared within minutes and preserving the full length of the nanotubes. We found that the average length of the processed nanotubes is more than 350% longer than sonicated controls, with a significant fraction approaching ∼9 μm, a length that is limited by only the raw material. The nondestructive nature is manifested by an extremely low density of defects, bright and homogeneous photoluminescence in the near-infrared, and ultrahigh electrical conductivity in transparent thin films (130 Ω/sq at 83% transmittance), which well exceeds that of indium tin oxide. Furthermore, we demonstrate that our method is fully compatible with established techniques for sorting nanotubes by their electronic structures and can also be readily applied to graphene. This surprisingly simple method thus enables nondestructive aqueous solution processing of high-quality carbon nanomaterials at large-scale and low-cost with the potential for a wide range of fundamental studies and applications, including, for example, transparent conductors, near-infrared imaging, and high-performance electronics.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
BASS完成签到 ,获得积分10
2秒前
Sylvia完成签到 ,获得积分10
3秒前
南宫士晋发布了新的文献求助10
6秒前
8秒前
anan完成签到 ,获得积分10
9秒前
勤恳的猕猴桃完成签到 ,获得积分10
11秒前
糊涂的沛山完成签到 ,获得积分10
11秒前
斯文尔白发布了新的文献求助30
13秒前
Zheng完成签到 ,获得积分10
14秒前
jayliu完成签到 ,获得积分10
19秒前
弯弯完成签到 ,获得积分10
22秒前
ran完成签到 ,获得积分10
32秒前
yan完成签到 ,获得积分10
33秒前
只有辣椒没有油完成签到 ,获得积分10
34秒前
数乱了梨花完成签到 ,获得积分10
36秒前
张文康完成签到 ,获得积分10
40秒前
弧光完成签到 ,获得积分10
42秒前
路过完成签到 ,获得积分10
49秒前
NorthWang完成签到,获得积分10
52秒前
奋斗小公主完成签到,获得积分10
53秒前
北城完成签到 ,获得积分10
53秒前
鸿俦鹤侣完成签到,获得积分10
53秒前
华仔应助聪明怜阳采纳,获得10
55秒前
luckygirl完成签到 ,获得积分10
1分钟前
xue112完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
Aegis完成签到 ,获得积分10
1分钟前
在九月完成签到 ,获得积分10
1分钟前
meng完成签到 ,获得积分10
1分钟前
聪明怜阳发布了新的文献求助10
1分钟前
danli完成签到 ,获得积分10
1分钟前
机智难破完成签到 ,获得积分10
1分钟前
will完成签到 ,获得积分10
1分钟前
FashionBoy应助聪明怜阳采纳,获得10
1分钟前
guobin完成签到 ,获得积分10
1分钟前
炎炎夏无声完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
lgbabe发布了新的文献求助10
1分钟前
乐乐应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
高分求助中
One Man Talking: Selected Essays of Shao Xunmei, 1929–1939 1000
A Chronicle of Small Beer: The Memoirs of Nan Green 1000
From Rural China to the Ivy League: Reminiscences of Transformations in Modern Chinese History 900
Migration and Wellbeing: Towards a More Inclusive World 900
Eric Dunning and the Sociology of Sport 850
Operative Techniques in Pediatric Orthopaedic Surgery 510
The Making of Détente: Eastern Europe and Western Europe in the Cold War, 1965-75 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 材料科学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 免疫学 细胞生物学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2910155
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2544024
关于积分的说明 6884855
捐赠科研通 2210048
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1174392
版权声明 588033
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 575430