碳纳米管是一种具有优异的电、热、力学性能的纳米材料,近20年来一直是国际上的研究热点。但是在碳纳米管的应用方面,依然很难将碳纳米管的微观性能延伸到宏观领域。离子束技术作为材料改性的一种有力手段,有望通过将分立的碳纳米管焊接成网络,使得由碳纳米管构成的宏观材料可以更多地继承单根碳纳米管的优异性能。其中一个应用方向便是用碳纳米管制作柔性透明导电薄膜。　　 论文的研究在本课题组前期工作的基础上开展,重点研究了离子束辐照对多壁碳纳米管的焊接作用对多壁碳纳米管网络导电性的影响。这主要涉及多壁碳纳米管网络的制备技术、离子束辐照实验参数的选取、薄膜电导率的测量、多壁碳纳米管形貌和光谱表征、实验装置的改进等。研究发现,用喷涂法可以制备出密度、形状、尺寸可控的均匀多壁碳纳米管薄膜。用70keV的氩离子辐照透射率为40.0％的多壁碳纳米管网络时,随辐照剂量的增加,多壁碳纳米管网络的电导率先上升后下降,电导率最高提高了80.6％,辐照过程中保持样品的温度在800K以上。用透射电镜对比辐照前后样品的形貌发现,辐照后多壁碳纳米管层间以及管间形成了共价键连接,减小了多壁碳纳米管间的接触电阻及电子在多壁碳纳米管网络中跳跃式传输的势垒。研究工作还用改进后的靶室测出了辐照前后样品在空气和真空下电导率的温变曲线。　　 另一方面,低成本、高精度的实验仪器作为推动科研工作的有力支撑,也具有重要的研究意义。西门子的PLC在工控领域具有很高的市场占有率。对于其中高端产品S7-300/400而言,在实际应用中一般都需要上位机监控设备来配合使用。常见的西门子上位机形式有以下几种:西门子HMI、西门子PRODAVE、第三方组态软件、OPCServer。其通讯接口形式为MPI、PROFIBUS或工业以太网。但这些上位机构成方式都需要安装具有较高的授权费用的软件,并可能需要搭配安装相应的硬件。论文的一部分工作是要找到一种适合于中小型应用尤其是科学仪器应用的低成本、可拓展性强的西门子上位机解决方案。　　 通过对相关技术的前期调研了解到国外已经有人开发出用于PC与西门子PLC通信的开源免费的函数库LIBNODAVE,功能强大且使用灵活,但其应用方面的资料较少且不完整,国内没有应用案例的报道。论文开展的工作是在反复研读LIBNODAVE开发文档及源代码的基础上,找到了正确使用该函数库的方法,并结合VisualBasic编程作为用户图形界面,在两款有代表性的西门子PLC上测试通过,给出了应用LIBNODAVE构建上位机软件的一般方法。　　 原子力显微镜是研究纳米材料的重要工具之一。但目前普遍使用的接触(Contact)模式和轻敲(Tapping)模式原子力显微镜由于与样品相互作用的力较大,还无法对纳米级的生物软样品如蛋白质、DNA等进行高分辨的成像和研究。非接触模式原子力显微镜是20世纪90年代发展起来的技术,由于其特点是不接触样品,因而有望在溶液中对蛋白质等生物样品进行高分辨观察。但受系统噪声和稳定性的限制,该模式一直未得到广泛的应用。目前,国际上仅有两三个组实现了液相下的非接触式原子力显微镜的成原子像,但也未能实现对生物大分子的高分辨成像。　　 论文的研究内容还涉及部分非接触模式原子力显微镜研制的前期研究工作,主要内容有:基于LabVIEW的数据采集与噪声分析以及实验过程监测、基于Matlab的图像处理、用LabVIEW模拟调频模式原子力显微镜的功能等。