采用激光辅助低压冷喷涂技术在Cu基体上制备表面金属化CNTs（Ni-Cu-CNTs）/Cu复合涂层，研究了复合涂层的微观特性以及耐磨损性能。研究结果表明，在激光辐照的作用下，Ni-Cu-CNTs增强相和Cu黏结相由于受热软化均发生了明显的塑性变形，Ni-Cu-CNTs颗粒嵌入到塑性变形的Cu颗粒中形成连续致密且结合良好的复合涂层，复合涂层的厚度可达2609 μm，CNTs弥散均匀分布在复合涂层中且保持其结构的完整性。添加Ni-Cu-CNTs的复合涂层表现出优异的耐磨损性能，平均摩擦系数可降低至0.385，体积磨损速率降至1.49×10^-4 mm³/（N·m）。复合涂层中的Ni-Cu-CNTs增强相一方面通过承受磨球对涂层表面的载荷力，减少了涂层磨损，另一方面随着磨损过程的进行，Ni-Cu-CNTs从涂层中脱离到涂层表面形成润滑层，降低了涂层的摩擦系数，从而提高复合涂层的耐磨损性能。

采用化学气相沉积(CVD)技术，通过CH4裂解法制备了碳纳米管(CNTs)。使用旋转圆盘处理机(SDP)自组装技术，将纳米Pt和纳米Au电沉积在CNTs上对其进行修饰。随后，通过将铂粒子电化学沉积在CNTs修饰的玻碳电极(GCE)上以及利用静电效应将葡萄糖氧化酶固定在金电极上，制备了CNTs-Pt/GCE和CNTs-Au修饰电极。最后，使用循环伏安法(CV)研究了葡萄糖在CNTs-Au和甲醛在CNTs-Pt/GCE上的电化学性能。结果表明，由于纳米金粒子与CNTs可以有效地增加电极的比表面积提高其电子转移速率，因此，CNTs-Au生物传感器具有良好的重复性、稳定性和快速的葡萄糖检测响应，可用于临床血清葡萄糖浓度的检测。另外，由于Pt的高度分散和CNTs与Pt的协同作用增强了电极表面的活性位点，使得CNTs-Pt/GCE在甲醛的检测过程中展现出了较高的灵敏度和良好的重现性。

钛合金(TC4)具有良好的生物相容性、优异的力学性能及耐腐蚀等优点, 因此被作为医用人工关节材料, 但其较差耐磨损性能限制了其在临床医学应用方面的应用和发展。本文通过填充碳纳米管(CNTs), 采用激光增材制造(3D打印)技术成形CNTs/TC4复合材料, 并通过金相显微镜和排水法对其微观结构组织、孔隙率进行了研究, 并在模拟体液环境下, 对其生物摩擦学性能进行了分析。结果表明: 填充CNTs可以显著提高TC4基底的显微硬度, 当w(CNTs)=1.0%时, 显微硬度较纯TC4(328.3 HV0.2)提高了31.82%, 且随着CNTs含量的增加, CNTs/TC4复合材料的孔隙率逐渐增加, 其中1.5-CNTs/TC4孔隙率最大为9.64%, 而磨损体积却随着孔隙率的增加逐渐降低。

提出一种通过控制钛丝直径和碳纳米管束可控制备碳纳米管/聚乙烯醇(CNTs/PVA)空心螺旋纤维的方法。该CNTs/PVA空心螺旋纤维在弯曲至原始长度1/3或拉伸至应变为100%时，电阻仍保持不变。CNTs/PVA空心螺旋纤维的最大拉伸应变高达600%。通过在氩气环境中500 ℃加热30 min退火处理后，CNTs/PVA空心螺旋纤维在30%的应变循环下，残余应变由原始的22%减小至2%，提高了CNTs/PVA空心螺旋纤维的力学性能。

基于薄膜微纳光纤中传播光能量分布的理论,在实验研究基础上,进一步用模场分析仪观察微纳光纤在表面镀有碳纳米管薄膜包层后,与丙酮气体接触时,其传输光的能量分布规律和倏逝场的变化。实验可知,在一定浓度的丙酮环境下,没有碳纳米管薄膜包层时,微纳光纤中传输光能量呈对称分布,当有碳纳米管薄膜包层时,其能量分布不再对称,并且能量分布的直径宽度增加。

采用激光熔覆技术用半导体激光器在45#钢上制备了CNTs/SiC/Ni60A复合涂层, 分别运用蔡司AxioVert.A1金相显微镜、M-2000型磨损试验机、HXD-1000TMB/LCD显微硬度计研究了CNTs含量对合金显微组织、磨损性能、显微硬度的影响, 并结合了SEM、EDS和XRD对涂层进行了更综合、具体的显微分析和物相分析。研究表明, 随着CNTs含量的增大, 涂层的显微硬度和耐磨性均先增大后降低;而摩擦系数则先减小后增大, 当CNTs含量为3%时, 涂层宏观表面光滑, 未见明显的气孔和裂纹; 涂层显微组织分布均匀, 主要以等轴晶形式存在, 且涂层性能也最好, 显微硬度最大值为1 058.3 HV0.2; 耐磨损性能也最好且主要以粘着磨损为主, 磨损量为0.001 1 g, 摩擦系数为0.181。

Advanced micro/nanofabrication of functional materials and structures with various dimensions represents a key research topic in modern nanoscience and technology and becomes critically important for numerous emerging technologies such as nanoelectronics, nanophotonics and micro/nanoelectromechanical systems. This review systematically explores the non-conventional material processing approaches in fabricating nanomaterials and micro/nanostructures of various dimensions which are challenging to be fabricated via conventional approaches. Research efforts are focused on laser-based techniques for the growth and fabrication of one-dimensional (1D), two-dimensional (2D) and three-dimensional (3D) nanomaterials and micro/nanostructures. The following research topics are covered, including: 1) laser-assisted chemical vapor deposition (CVD) for highly efficient growth and integration of 1D nanomaterial of carbon nanotubes (CNTs), 2) laser direct writing (LDW) of graphene ribbons under ambient conditions, and 3) LDW of 3D micro/nanostructures via additive and subtractive processes. Comparing with the conventional fabrication methods, the laser-based methods exhibit several unique advantages in the micro/nanofabrication of advanced functional materials and structures. For the 1D CNT growth, the laser-assisted CVD process can realize both rapid material synthesis and tight control of growth location and orientation of CNTs due to the highly intense energy delivery and laser-induced optical near-field effects. For the 2D graphene synthesis and patterning, roomtemperature and open-air fabrication of large-scale graphene patterns on dielectric surface has been successfully realized by a LDW process. For the 3D micro/nanofabrication, the combination of additive two-photon polymerization (TPP) and subtractive multi-photon ablation (MPA) processes enables the fabrication of arbitrary complex 3D micro/nanostructures which are challenging for conventional fabrication methods. Considering the numerous unique advantages of laser-based techniques, the laserbased micro/nanofabrication is expected to play a more and more important role in the fabrication of advanced functional micro/nano-devices.

在纳米金刚石场发射的基础上, 研究了纳米金刚石掺混纳米碳管的场发射特性。采用电泳沉积法形成了纳米金刚石与纳米碳管的复合涂层, 经热处理后制备出阴极样品, 然后进行微观表征, 再进行场发射特性测试与发光测试。结果表明, 与未掺混的纳米金刚石阴极样品相比, 复合涂层阴极样品的场发射开启电场明显减小, 场发射电流提高, 在较低的电场下阳极表面荧光粉就可以发光, 但发光不均匀, 出现了“边沿发光”的现象。分析了纳米金刚石掺混纳米碳管场发射性能提高的机理, 是由于纳米碳管掺入之后, 涂层的电子输运能力得到增强, 涂层中有效发射体的数目增加。最后, 解释了“边沿发光”现象的成因。

采用溶胶-凝胶法在聚乙烯吡咯烷酮(PVP)修饰的碳纳米管表面均匀沉积纳米级二氧化钛粒子制得复合光催化剂。 采用透射电子显微镜(TEM)、 X射线衍射仪(XRD)、 紫外-可见吸收光谱仪(UV-Vis)和X射线光电子能谱仪(XPS)等手段对复合光催化剂进行表征。 结果表明， 二氧化钛粒子是呈球形、 团聚， 随机沉积在未修饰碳纳米管任意表面， 甚至部分碳纳米管表面是完全裸露的。 经PVP修饰后的碳纳米管， 二氧化钛纳米粒子均匀沉积在碳纳米管表面， 二氧化钛为纯锐钛矿晶体结构， 没有金红石和板钛矿相。 表面修饰碳纳米管/二氧化钛复合光催化剂在紫外光照射下降解亚甲基蓝， 相比纯的二氧化钛和碳纳米管／二氧化钛复合光催化剂， 具有非常高的催化活性。

针对丝网印刷碳纳米管阴极,提出电流法进行表面后处理,有效改善碳纳米管阴极场发射特性。利用扫描电子显微镜表征电流法处理前后CNTs 阴极表面形貌变化,并对处理前后CNTs阴极进行场发射特性测试。结果表明,电流法处理后CNTs阴极表面残留有机物被破坏,开启电场从2.4 V/μm降低到1.6 V/μm,同样面积的薄膜(印制面积为1 cm×1 cm)在2.6 V/μm场强下的发射电流由30 μA提高到了800 μA,说明电流处理对于提高薄膜的场发射特性有明显作用。该方法在碳纳米管场发射显示器的制作中具有很好的实际应用价值。