化学修饰的水溶性碳纳米管 - 南京工业大学学报（自然科学版）.pdf

第３２卷第３期 南　京　工　业　大　学　学　报　（自然 科 学 版） Ｖｏｌ．３２Ｎｏ．３ ２０１０年５月 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＮＡＮＪＩＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ） Ｍａｙ２０１０ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１－７６２７．２０１０．０３．０２０ 化学修饰的水溶性碳纳米管 张　，李　含 （南京大学材料科学与工程系，江苏 南京 ２１００９３） 摘　要：碳纳米管因其独特的结构和性质受到广泛注意，但它不溶、不熔的特性也限制了它的应用．因此，如何制备 可溶解碳纳米管，尤其是在水中可溶解的碳纳米管成为许多领域，特别是与生物医学相关的领域的高度重视，而化 学修饰则是获得这一特性的重要手段．从碳纳米管修饰物的化学结构角度出发，综述了不同化合物对碳纳米管的 水溶性修饰改性． 关键词：碳纳米管；化学修饰；水溶性 中图分类号：ＴＢ３８３　　　文献标志码：Ａ　　　文章编号：１６７１－７６２７（２０１０）０３－００９９－０６ Ｗａｔｅｒｓｏｌｕｂｌｅｃａｒｂｏｎｎａｎｏｔｕｂｅｓｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｃｈｅｍｉｃａｌｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ ＺＨＡＮＧＴａｏ，ＬＩＨａｎ （ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃａｒｂｏｎｎａｎｏｔｕｂｅｓ（ＣＮＴｓ）ａｔｔｒａｃｔｅｄｍａｎｙａｔｔｅｎｔｉｏｎｓｆｏｒｉｔｓｓｐｅｃｉａｌｃｈｅｍｉｃａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆＣＮＴｓｗｅｒｅｓｅｖｅｒｅｌｙｌｉｍｉｔｅｄｄｕｅｔｏｉｔｓｉｎｓｏｌｕｂｌｅａｎｄｉｎｆｕｓｉｂｌｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｉｎｂｉｏｍｅｄｉｃａｌｆｉｅｌｄ．ＳｏｔｈｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｗａｔｅｒｓｏｌｕｂｌｅＣＮＴｓｈａｓｂｅｃｏｍｅｔｈｅ ｆｉｒｓｔｓｔｅｐｆｏｒｔｈｅｐｏｔｅｎｔｉａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．Ｂｅｃａｕｓｅｔｈｅｃｈｅｍｉｃａｌｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｗａｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍｏｓｔｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄｓ，ｔｈｅａｑｕｅｏｕｓｓｏｌｕｂｌｅｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｓａｐｐｌｉｅｄｏｎＣＮＴｓｗｅｒｅｒｅｖｉｅｗｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｃｈｅｍｉｃａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｏｆｍｏｄｉｆｉｅｒｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃａｒｂｏｎｎａｎｏｔｕｂｅｓ；ｃｈｅｍｉｃａｌｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ；ｗａｔｅｒｓｏｌｕｂｌｅ 　　碳纳米管（Ｃａｒｂｏｎｎａｎｏｔｕｂｅｓ，ＣＮＴｓ）具有独特 溶解，因而极大地限制了其可能的应用范围，尤其是 的单壁（ＳｉｎｇｌｅｗａｌｌｅｄＣａｒｂｏｎＮａｎｏｔｕｂｅ，ＳＷＮＴ）和多 在生物体这样一个水环境中的应用．因此，对碳纳米 壁（ＭｕｌｔｉｗａｌｌｅｄＣａｒｂｏｎＮａｎｏｔｕｂｅ，ＭＷＮＴ）结构，因 管进行修饰并使其可以在水中溶解的工作受到人们 而具有一系列独特的物理化学性质，如低密度、高模 广泛的关注．到目前为止，研究人员已经采用了许多 量、高强度、良好的导电性等．自２０世纪９０年代初 物理化学方法对碳纳米管进行修饰，以增强它的水 ［１］ 被发现 以来，碳纳米管向人们展示了巨大的潜在 溶性． ［２］ 从方法上看，对碳纳米管的修饰涉及共价接枝、 应用和科学研究价值，引起了广泛的关注 ．近年 来，碳纳米管的生物效应引起了人们的极大兴趣，以 非共价功能化以及这两种方法的结合［５－７］，相应的 生物医用为目的的探索研究正在迅速增多，相应的 修饰物则涉及到从小分子化合物到大分子结构甚至 研究领域涉及到药物控制释放［３］、组织工程材料［４］