碳纳米管表面纳米粒子修饰及其非线性光学性质研究

碳纳米管作为一种新型的激光防护材料引起人们的广泛关注。半导体纳米粒子以及贵金属纳米粒子也具有非线性光学性质，在非线性光学器件方面具有重要的潜在应用价值。将碳纳米管与这两类材料相结合，有望获得性能更加优越的非线性光学材料。本项目拟在碳纳米管上通过非共价修饰具有特定结构和官能团的聚合物，然后以此为模板原位生成半导体纳米粒子（金属硫化物或氧化物纳米粒子）或金属纳米粒子，制备碳纳米管/纳米粒子组装材料，并对其进行表征；采用z-扫描技术和时间分辨泵浦探测实验研究纳米组装材料的非线性光学性质和光限幅性能及其作用机理，探讨材料的非线性光学性质与其组成、结构、能级及组装条件的关系，并对纳米组装材料的设计合成进行优化。以期通过不同功能的纳米材料的有机结合，构建具有优良非线性光学性质和光限幅性能的一维纳米组装材料。

本项目以碳纳米管为模板，在碳纳米管表面原位修饰金属纳米粒子、金属氧化物纳米粒子、硫化物纳米粒子、铁酸盐纳米粒子和三元硫属化合物纳米粒子，得到了一系列纳米杂化材料；研究所得碳纳米管/金属(氧化物)纳米粒子、碳纳米管/硫化物纳米粒子、碳纳米管/多元硫属化合物纳米粒子等杂化材料的非线性光学性质和光限幅性能。结果发现，这些纳米杂化材料都具有良好的光限幅性能，并且通过调控杂化材料的反应条件和纳米粒子的修饰量和修饰种类，能够获得具有宽频光限幅性能和光限幅性能优于碳纳米管的纳米杂化材料。将所得碳纳米管/金属纳米粒子杂化材料的应用扩展至非酶葡萄糖传感器方面；将碳纳米管/铁酸盐纳米粒子杂化材料应用于生物成像和药物传输，并阐述了材料的生物相容性、生物分布和代谢等方面的问题。. 通过本项目的研究工作，实现了知识和技术的创新，获得了具有自主知识产权的成果。三年内在SCI源刊物上发表有标注的学术论文12篇，其中IF>7的3篇，5<IF<7的2篇，3<IF<5的3篇，他引共约116篇次；申请中国发明专利10件，授权中国发明专利3件；培养研究生8名，其中已毕业硕士研究生5名；项目负责人在项目执行期间晋升教授。