ACS Nano文献导读：重新认识特斯拉线圈——利用特斯拉线圈制造能够移动纳米材料的场
电泳是大家较为熟悉的一种现象，也就是带电颗粒会在电场作用下，向着与其电性相反的电极移动。科学家们曾经研究用电场移动物体，但仅限于物体很小且移动距离超短。最近科学家们发现一种特斯拉线圈产生的力场可以大规模远距离地移动碳纳米管。
莱斯大学的科学家们发现特斯拉线圈产生的这种强力场可以使碳纳米管自组装成线型，并将这种现象命名为“特斯拉电泳”（Teslaphoresis）。其原理是通过碳纳米管的正负电子轻微震荡将碳纳米管束缚在一起形成长线状，产生类似牵引光束的效应。
莱斯大学的研究人员认为不只是碳纳米管，其他种类的纳米材料也应该会产生这样的现象。而更令人兴奋的是，这种现象刚被发现，中间还有很多未知的物理化学原理等着我们去研究探索。
图文导读：
图一 特斯拉电泳系统 (TEP)
图a是TEP系统的示意图，其中初级线圈制造了磁场区（B区域），该磁场会和次级线圈发生感应耦合从而产生了终止于中空圆盘状天线处的高电压射频信号。从天线处指向自由区的梯度电场（E区域）创造了TEP力场，该立场可以使碳纳米管极化并自组装成线状。
图b是通过边界元法计算天线周围的准静态电势场图。黄线代表等电位电势，红色到蓝色的渐变分别代表最高电势到最低电势。绿线表示自天线处产生的电场力沿着该电场衰减方向。
图c是天线处产生的TEP力场∇E2的边界元计算图（绿色虚线）。最靠近天线且被夹在透明处的是高E2区域 。每一条黄色等电势线代表E2从最高值以10%递减（从红色渐变到蓝色）。
图二是TEP使碳纳米管自组装成长线状。
图a是TEP系统，包括一个聚四氟乙烯盘子，盘子里有泊洛沙姆液体（聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物）和约.01mg的碳纳米管粉末。放大区是碳纳米管粉末自组装并双向长成10cm长线的时间延时图，该过程发生在30w的TEP力场下。比例尺是2cm。
图b：线型碳纳米管生长方向由一个相距10cm远的接地带电金属板（图中未出现）控制。当金属板位于右上角，生长方向如左图所示；当金属板位于右下角，如右图所示。比例尺是3cm
图c：40s内碳纳米管线自组装最远距离达到离天线30cm。
图三是TEP自组装碳纳米管线的特性。
图a是TEP自组装的碳纳米管线的电流-电压曲线，计算出其电阻（斜率）大约是20 kΩ。
图b是TEP自组装碳纳米管线的拉曼光谱，表现出碳纳米管的低缺陷特性。λex= 633 nm。
图c是在聚合物中有一个对角裂缝的碳纳米管线的低倍率SEM照片。标尺是25μm。
图d是图c中裂缝的高倍率SEM放大照片。标尺是1μm。
图四是TEP场作用下自组装并无线供能的碳纳米管-LED电路。
图a是在泊洛沙姆溶液中的两个绿色LED灯，碳纳米管沉积在左边LED1的两个电极和右边LED2的一个电极处。
图b：在30W的TEP场下，碳纳米管自组装成线型并从中获得射频能量从而点亮了LED1灯。
图c：在0.5s时，TEP场形成了连接LED1和LED2的碳纳米管线。
图d：在1s时，碳纳米管线充分延伸并从近场中获得更多的电能，使LED灯更亮。所有标尺都是1cm。
图五是TEP使碳纳米管定向自组装成宏观线列。
图a是在50W TEP场下泊洛沙姆包裹的碳纳米管在显微镜载玻片上自组装形成肉眼可见的纳米管线（时间为20min）。标尺是0.5cm。
图b是干燥液滴中间的碳纳米管线行列图片。标尺是60μm。
图c是干燥液滴边缘行列分岔的图片。标尺是110μm。
图d是10μm厚、行间距约为30μm的碳纳米管线的近红外光致发光显微镜图像。标尺是90μm。
图e是直径为1μm的碳纳米管线的近红外光致发光显微镜图像。标尺是30μm。
图f是大直径（约85μm）碳纳米管线的近红外光致发光显微镜图像，它是由多个小直径碳纳米管线聚合组装而成。标尺是30μm。
图六是TEP定向碳纳米管线形成机理和独立碳纳米管与TEP场方向的对比分析。
图a：独立的碳纳米管在没有TEP力场的悬浮液中随机取向。
图b：每一个碳纳米管被TEP场极化并旋转排列成电场方向。
图c：碳纳米管顶部之间的偶极吸引力使碳纳米管排成高纵横比的链。
图d：相邻链间的偶极子-偶极子排斥使自组装碳纳米管线之间具有相等的平行间距。
图e：直方图表明大部分碳纳米管取向都被TEP场校准成±20°以内。蓝色是有TEP场的高斯拟合，灰色是没有TEP场的高斯拟合。注意由于对照样品（CTRL）是随机分布，所以其拟合是一个常数。S是每种样品的序参量。
文献链接：http://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acsnano.6b02313
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