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埃洛石纳米管(HNTs)和墨水碳纳米粒子作为优势众多的纳米材料,在聚合物光/电复合材料的应用中具有很大的潜力。本论文利用聚多巴胺(PDA)改性HNTs,将合成的HNTs@PDA作为填料制备复合水凝胶。利用气相沉积碳氮改性HNTs,并制备钠离子电池。利用墨水碳纳米粒子(ICN)涂覆密胺海绵,并探索复合海绵在传感和海水淡化领域的应用。具体来讲:(1)通过在Laponite-RD,HNTs@PDA和明胶的混合液中进行丙烯酰胺的原位自由基聚合,制备了具有NIR触发的形状记忆和自修复性能的HNTs@PDA增强的聚丙烯酰胺-明胶复合水凝胶。首先通过多巴胺在HNTs表面的氧化聚合来制备HNTs@PDA。然后测定了HNTs@PDA的光热性能,结果表明HNTs@PDA可以用作制备光响应性水凝胶的优良光热剂。研究了复合水凝胶的结构、形貌、力学性能、近红外光触发的形状记忆性能和自修复性能。改性的纳米管可以充当聚丙烯酰胺的交联剂,在水凝胶基质中形成刚性网络,从而显着提高复合水凝胶的机械性能。此外,水凝胶的NIR触发形状恢复过程非常迅速,例如,水凝胶HNTs@PDA 40恢复720o仅需63 s,NIR触发的水凝胶的最大愈合效率可达到76%。该复合水凝胶具有出色的机械性能、NIR触发的形状记忆和自我修复能力,在生物医学材料和智能工程材料中具有广阔的应用前景。(2)通过气相沉积方法在HNTs上包覆碳/碳氮材料作为初步探索,制备了HNTs@G/HNTs@NG复合材料。通过碳氮改性,HNTs复合材料在钠离子电池应用上的电化学性能得到改善。随后通过在HNTs表面上进行吡咯的原位聚合反应,合成HNTs@PPy复合材料。HNTs经过PPy功能化后,zeta电位从-28.5 m V变为+30.1m V,这表明在HNTs上形成了连续的导电层,而且HNTs@PPy具有出色的分散能力和稳定性。HNTs@PPy电极具有良好的导电性和特殊的管状结构,当用作钠离子电池的正极时,在200 m A g-1的高电流密度下,经过280次循环,仍可以保持126m A h g-1的容量,这表明了HNTs@PPy在高性能储能领域的潜力,也说明了碳氮改性HNTs在高性能储能方面的应用价值。(3)墨水是一种常见的绘画材料,具有黑色的固有颜色,出色的水分散稳定性和适度的流动性。通过浸涂法将墨水碳纳米颗粒(ICN)组装在海绵上,制备了多功能的导电密胺海绵(CMF)复合材料。CMF综合了应变传感、焦耳加热和光热性能的优点,因此探索了它的传感性能和在光照下的辅助海水蒸发行为。CMF的电阻会在压缩或拉伸时迅速变化,因此CMF能够被用于监视生理活动,例如发音、眼睛动作、嘴巴动作、点头和手指弯曲。此外,CMF具有出色的焦耳加热性能,可以灵敏检测手指的弯曲动作。这些出色的性能表明,CMF可用作压力传感和焦耳热传感可穿戴电子设备。此外,CMF在近红外光(NIR)和模拟太阳光下显示出良好的光热性能,能够以高蒸发速率(3.26 kg/(m~2·h))和效率(92.24%)进行海水淡化。这类复合材料的制备提供了一种新的策略,使用非常便宜的原材料构造了多功能的光吸收和导电设备,在智能传感器和海水淡化方面显示出巨大的潜力。