在新能(neng)源電池、導電復合材(cai)料、高性能(neng)塗(tu)層等尖-端科技領域(yu)，碳(tan)納米(mi)管(guan)（CNTs）憑借(jie)其(qi)卓(zhuo)-越(yue)的導(dao)電、導熱和(he)力學性能(neng)，正扮演著越(yue)來(lai)越(yue)重(zhong)要(yao)的角(jiao)色。然而(er)，壹個普(pu)遍(bian)存在的挑(tiao)戰是(shi)如何(he)改(gai)善(shan)碳(tan)納米(mi)管(guan)的分散(san)性(xing)。

碳(tan)納米(mi)管(guan)獨(du)-特的管(guan)狀(zhuang)結(jie)構(gou)賦(fu)予(yu)了(le)其(qi)極(ji)-高的長(chang)徑比和(he)比(bi)表面積(ji)，這導(dao)致(zhi)它們(men)在制(zhi)備導(dao)電(dian)漿(jiang)料或(huo)復合材(cai)料時(shi)極(ji)易發生團(tuan)聚(ju)，形(xing)成(cheng)難以分散(san)的“纏(chan)繞(rao)球"。這種(zhong)團(tuan)聚(ju)現(xian)象嚴(yan)重制(zhi)約了(le)碳(tan)納米(mi)管(guan)性(xing)能(neng)的充分發揮(hui)，是(shi)阻礙(ai)其(qi)廣(guang)泛應(ying)用(yong)的關鍵瓶(ping)頸(jing)。因此，深入(ru)理(li)解並有效改善(shan)碳(tan)納米(mi)管(guan)導(dao)電劑(ji)分散(san)性(xing)，成(cheng)為了(le)材料科(ke)學領域(yu)亟(ji)待解決(jue)的重(zhong)要(yao)課(ke)題(ti)。

傳(chuan)統檢測(ce)手段(duan)的困(kun)境：難以看(kan)清“真實"的分散(san)狀(zhuang)態

要(yao)改(gai)善(shan)碳(tan)納米(mi)管(guan)導(dao)電劑(ji)分散(san)性(xing)，首(shou)先需(xu)要(yao)準(zhun)確(que)評估當前的分散(san)狀(zhuang)態。然而(er)，傳(chuan)統的檢(jian)測方(fang)法往往存在諸(zhu)多(duo)局限性，難以提(ti)供全(quan)面、可(ke)靠(kao)的評估：

1、激光粒(li)度(du)儀(yi)：雖(sui)然能(neng)測量顆(ke)粒(li)的尺(chi)寸分布(bu)，但其(qi)結(jie)果極(ji)易受(shou)到(dao)樣品粘度(du)的影響(xiang)，無法準確(que)反(fan)映(ying)漿(jiang)料中(zhong)碳(tan)納米(mi)管(guan)的真(zhen)實分散(san)情(qing)況，更(geng)無法進(jin)行(xing)原位分析(xi)，即(ji)在制(zhi)備或(huo)處理(li)過(guo)程(cheng)中(zhong)實時(shi)監測分散(san)狀(zhuang)態的變(bian)化。

2、粘度(du)法：通(tong)過測量漿(jiang)料的粘度(du)來(lai)間接推斷(duan)分散(san)性(xing)。這種(zhong)方(fang)法準確(que)度(du)較(jiao)差，因為粘度(du)不僅(jin)受(shou)分散(san)狀(zhuang)態影響(xiang)，還(hai)受(shou)溶(rong)劑(ji)、填料濃(nong)度(du)等(deng)多種(zhong)因素幹擾(rao)，是(shi)壹種(zhong)間接(jie)且不夠精(jing)確(que)的評估手段(duan)。

3、SEM/TEM（掃描/透(tou)射(she)電(dian)子顯(xian)微鏡）：能(neng)提(ti)供碳(tan)納米(mi)管(guan)形(xing)貌的微觀圖像(xiang)，但存在視野(ye)小、代表(biao)性(xing)不足的問(wen)題(ti)。通(tong)過局部(bu)區域(yu)的觀(guan)察來推(tui)斷(duan)整體分散(san)情(qing)況，難免以偏(pian)概(gai)全(quan)，無法全(quan)面把握漿(jiang)料中(zhong)碳(tan)納米(mi)管(guan)的分散(san)均勻性(xing)。

這些(xie)傳(chuan)統方(fang)法的局限性，使(shi)得(de)科研人(ren)員難以精(jing)確(que)掌(zhang)握(wo)碳(tan)納米(mi)管(guan)導(dao)電劑(ji)分散(san)性(xing)的真(zhen)實狀(zhuang)況，從(cong)而(er)在改(gai)善(shan)分散(san)性(xing)的工(gong)藝(yi)優化和配方(fang)調(tiao)整上(shang)缺乏(fa)可靠(kao)的依據(ju)。

低場核磁技(ji)術：洞察分散(san)性(xing)的“慧(hui)眼"

幸運(yun)的是(shi)，低場核磁共振(zhen)（Low-Field NMR）技術(shu)為解決(jue)這壹難題(ti)提(ti)供了(le)全(quan)新的視角(jiao)。它不僅(jin)能(neng)克服(fu)傳(chuan)統方(fang)法的諸(zhu)多(duo)弊(bi)端，還(hai)能(neng)從分子層面提(ti)供關於(yu)分散(san)狀(zhuang)態的有(you)價(jia)值信息。

低場核磁技(ji)術的原(yuan)理(li)聽起來(lai)有(you)些“科(ke)幻"，但實際上(shang)非常(chang)巧妙(miao)。簡(jian)單來說，它就(jiu)像(xiang)是(shi)給(gei)磁場中(zhong)的氫(qing)原(yuan)子（通(tong)常(chang)是(shi)漿(jiang)料中(zhong)溶劑(ji)或分散(san)介(jie)質(zhi)的氫(qing)原(yuan)子）“撓癢(yang)癢(yang)"，然後靜靜地“聆(ling)聽"它們(men)恢(hui)復平靜(jing)時發出(chu)的“信號(hao)"。具(ju)體(ti)過(guo)程是(shi)：在強(qiang)大(da)的磁(ci)場中(zhong)，漿(jiang)料中(zhong)的氫(qing)原(yuan)子（H質子）會(hui)像(xiang)小磁針壹樣排(pai)列。儀(yi)器施(shi)加(jia)壹個短暫的射(she)頻脈(mai)沖，擾亂(luan)它們(men)的排(pai)列，使(shi)其(qi)偏(pian)離平衡狀(zhuang)態。隨(sui)後，當射(she)頻脈(mai)沖停(ting)止後，這些(xie)氫(qing)原(yuan)子會(hui)逐(zhu)漸(jian)恢(hui)復到原(yuan)來的平(ping)衡狀(zhuang)態，並在恢(hui)復過程(cheng)中(zhong)釋(shi)放出(chu)特(te)定的電(dian)磁信號(hao)。儀(yi)器接(jie)收並分析(xi)這些(xie)信號(hao)。

顆(ke)粒(li)表(biao)面束(shu)縛(fu)著的漿(jiang)料中(zhong)H質子恢(hui)復非常(chang)快，而(er)束(shu)縛(fu)介(jie)質外圍(wei)的自(zi)由介質(zhi)中(zhong)H質子的恢(hui)復時間(jian)相較而言比(bi)較(jiao)慢，儀(yi)器通(tong)過接收並分析(xi)這些(xie)信號(hao)，去對(dui)顆(ke)粒(li)分散(san)性(xing)做出(chu)判(pan)斷。

T2越(yue)長(chang)，說明顆粒比表(biao)面積(ji)小，漿(jiang)料中(zhong)更多(duo)的是(shi)未束(shu)縛(fu)的H，分散(san)性(xing)差(cha)；

T2越(yue)短，說明顆粒比表(biao)面積(ji)大(da)，漿(jiang)料中(zhong)更多(duo)的是(shi)束(shu)縛(fu)的H，分散(san)性(xing)好(hao)；

相比傳(chuan)統方(fang)法，低場核磁技(ji)術在評估碳(tan)納米(mi)管(guan)導(dao)電劑(ji)分散(san)性(xing)方(fang)面具(ju)有(you)顯(xian)著(zhu)優(you)勢：

快速(su)：測試(shi)過(guo)程通(tong)常(chang)只需(xu)幾分鐘(zhong)，大(da)大提(ti)高了(le)研發和生(sheng)產的效(xiao)率。

準確(que)：基(ji)於分子層面的信號(hao)分析(xi)，結(jie)果更客觀(guan)、可(ke)靠。

無損(sun)檢(jian)測(ce)：不會(hui)對(dui)樣(yang)品造(zao)成(cheng)任(ren)何(he)損(sun)傷，可重復利用(yong)。