水溶性聚苯胺/碳纳米管复合材料：新型激光防护材料

"水溶性聚苯胺/碳纳米管复合材料的制备及光限幅性能 (2009年)，作者: 郭俊鹏，谢政，连彦青，王晓工，清华大学化学工程系，材料科学与工程学院" 这篇论文详细探讨了水溶性聚苯胺（PANI）与多壁碳纳米管（MWCNT）复合材料的制备过程及其在光限幅性能方面的应用潜力。研究人员采用原位聚合的方法成功制备了这种复合材料，该方法允许PANI分子在碳纳米管表面均匀包裹，形成约15至25纳米厚的聚苯胺包裹层。 红外光谱分析证实了PANI与MWCNT之间的相互作用，揭示了两者间的化学结合。紫外-可见光光谱研究则提供了材料对不同波长光的吸收特性，这对于理解其光学性质至关重要。透射电子显微镜（TEM）进一步展示了复合材料的微观结构，显示了PANI如何紧密地包覆在碳纳米管表面，这有助于改善材料的电导率。 通过方形四探针法测量，发现复合材料的薄膜电导率相对于纯水溶性PANI提高了大约一个数量级。这种电导率的提升归因于PANI与MWCNT的协同效应，使得电子传输更加有效。电导率的增加对于开发高性能电子器件具有重要意义。 论文的重点在于复合材料的光限幅性能，这是衡量材料在高能光脉冲作用下保护光学系统能力的关键指标。实验结果显示，当入射光强较低时，复合材料水分散液的透光率可接近85%，而在高强度光照射（2.5 J/cm²）下，透光率降低到11%。这一特性表明，复合材料在高能量光束下具有显著的光限幅效果，优于单独的碳纳米管。由于其良好的水分散性，这种复合材料有可能被进一步开发为可器件化的激光防护材料。 总结来说，这篇论文在2009年发表于《清华大学学报(自然科学版)》，探讨了新型复合材料在激光防护领域的潜在应用，同时揭示了PANI/MWCNT复合材料的独特光学和电学性质。这项工作为设计和制造高性能光限幅材料提供了新的思路，对材料科学和光学工程领域具有重要贡献。