Abstract
本實驗室已成功地開發出一套以化學方法來製備碳管的技術，其過程簡單 ，裝置容易，量產的可能性很大。先在Polyethyleneterephthalate (PET) fiber塗佈(coating)一層Polypyrrole(PPy)的高分子膜， 將此 PPy coated PET fiber經過高溫(1000℃)鍛燒之後，就可得到微米碳管。 這種碳管的製備特色是外層的 PPy之平面與共軛π鍵所產生的分子間作用 力極強，在高溫下不會生成熔融狀態，甚至可能生成三度空間的結構網， 此熱固性的結構恰好作為圓柱狀板模板，而內層的 PET在高溫下，因熱分 解產生CO或CO2等氣體向兩端衝出而得到中空的碳管。由SEM(Scaning electron microscopy)照片可清楚地看出其外在特徵，兩端為開口，外徑 約6∼8μm，故稱為微米碳管，其長度可達幾公分且管壁厚度可任意控制 ，而 TEM( Transmission electron microscopy)照片亦證實其內部確為 中空。微米碳管的內在特性則更吸引人，由EPR(Electron paramagnetic resonance) 研究顯示它具有吸收微波的能力，而且溫度愈低時，吸收微 波的能力愈強，暗示微米碳管在低溫下有更有趣的行為；由 SQUID的結果 得知它具有反磁的特性。我們亦利用此微米碳管的毛細現象而製得微米 碳-錫棒。為了促使微米碳管的表面看起來更平滑，於是發展出一套以化 學方式在基質表面塗佈高分子膜的技術，採用 SA(Self-assembly) 方法 ，並由 ESCA(Electron spectroscopy for chemical analysis) 證明已 成功地在玻璃、矽晶片及ITO glass 表面生成(N-phenylaminopropyl) trimethoxy- silane (PAPTS) 與(3-chloropropyl)trimethoxysilane (CPTS) 的有機薄膜。並進一步在含PAPTS薄膜的玻璃表面進行異相聚合反 應，由 UV-Vis 及 ESCA證實得到Polyaniline，並顯示此聚合過程為 Pseudo-living polyme- rization，再從SEM照片可看到此技術所製得的 高分子膜相當平整，意味著分子間可能規則地排列，因此，預測這種 polyaniline可能具有非線性光學的特性。 此外，把此技術應用在微米碳 管的製備上，可望將其表面加以改善。