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点蜡烛,发SCI

先说一下标题,并不是让大家在没电的时候为了发文章“挑灯夜战”。


蜡烛常见之极。来自乡村或者小城镇的读者们,年幼求学时应该都经历过点蜡烛读书做作业的经历。长大了,生日聚会或者二人世界,蜡烛也是烘托气氛的不二之选。


不过,这又和发SCI有什么关系?


当然有关系。近日,沙特阿拉伯法赫德国王石油矿产大学(KFUPM)Mohammed A. Gondal研究团队基于蜡烛的不完全燃烧,简便制备了在有机溶剂中具有优异分散性和稳定性的碳纳米颗粒(CNPs),并借助喷涂技术大规模制备了具有优异耐水冲击性和耐高温性的超疏水涂层

CNPs的制备。图片来源:Sci. Rep.


先来看图,请自行安上被惊掉的下巴。你没看错,CNPs的制备相当简单粗暴,尤其是第一步(上图a),估计不少人在年少轻狂时都干过。研究人员在燃烧的蜡烛上倒扣一个烧杯,收集蜡烛不完全燃烧(~5 min)的炭黑,并借助超声(~5 min)将其分散在丙酮、异丙醇和乙醇等有机溶剂中,得到CNPs分散液。该CNPs分散液具有优异的稳定性,实验室空气氛围内能够保存超过1年。


通过透射电镜(TEM)测试、表征,所制备的CNPs粒径为20-50 nm。由于CNPs表面具有活性基团,在范德华力的作用下CNPs团聚形成不规则聚集态形貌。SAED和拉曼测试表明所制备的碳纳米颗粒中存在微量的结晶性碳纳米颗粒和无定型石墨碳。EDS和XPS元素组成分析表明,CNPs主要存在C元素(含量~97%)和O元素(含量~3%)。N2吸附-解析等温曲线表明CNPs结构中存在大量介孔(7 nm)和微量微孔,其BET表面积为366 m2 g-1。TGA测试表明,所制备的CNPs材料具有优异的热稳定性,在450 ℃下,其质量损失只有3.5%。

CNPs的形貌、组成及性能表征。图片来源:Sci. Rep.


碳纳米管、碳纳米线、富勒烯等碳纳米材料是目前应用最为广泛的功能材料之一。基于碳纳米材料优异的化学/物理性能、机械性能、高比表面积、良好的生物相容性等特性,碳纳米材料广泛应用于吸附、抗菌、传感、气体存储、高性能涂层等诸多领域。在碳纳米材料的制备方法中,相比于基于强力机械粉碎“自上而下”的制备方法,燃烧法或化学法的“自下而上”制备途径更为简便、高效、低成本。但是,目前大规模、低成本地实现基于碳纳米材料的超疏水涂层构筑仍是一项挑战性工作。


该研究团队于是进一步以CNPs分散液为原料,基于简便的喷涂技术构筑超疏水涂层,并将其与蜡烛燃烧直接构筑的涂层进行性能对比。测试结果表明,喷涂制备的超疏水涂层结构更为致密(厚度为3 μm),而直接燃烧构筑的涂层较为蓬松(厚度为10 μm),因此喷涂制备的超疏水涂层具有更为优异的耐水滴冲击性能。此外,喷涂制备的超疏水涂层其耐热性能也较为优异,可耐高温400 ℃。

喷涂CNPs构筑超疏水涂层及其形貌、性能表征。图片来源:Sci. Rep.


本工作以蜡烛的不完全燃烧为“碳源”,制备了粒径分布较窄、具有优异有机溶剂分散性的碳纳米颗粒。并且通过喷涂技术构筑了结构致密、耐冲击、耐高温的超疏水涂层,这就为这些碳纳米颗粒材料找到了实际应用价值。发一篇SCI也就不足为奇了。


你这边点着蜡烛玩浪漫晚餐,人家那边点着蜡烛玩出了一篇SCI论文,这就是差距。

图片来自网络


原文(扫描或长按二维码,识别后直达原文页面,或点此查看原文):

Fabrication of Water Jet Resistant and Thermally Stable Superhydrophobic Surfaces by Spray Coating of Candle Soot Dispersion

Sci. Rep., 2017, 7, 7531, DOI: 10.1038/s41598-017-06753-4


(本文由宗传永-济大供稿)


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