單一手性單壁碳納米管的選擇性生長(zhǎng)，是國(guó)際上歷經(jīng)20余年努力至今仍懸而未決的一個(gè)難題。針對(duì)這一難題，北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院李彥課題組提出了一種可能的解決方案，相關(guān)論文發(fā)表在近日出版的《自然》雜志上。

    單壁碳納米管可看作是由石墨烯沿一定方向卷曲而成的空心圓柱體，根據(jù)卷曲方式的不同，可以是金屬性導(dǎo)體或帶隙不同的半導(dǎo)體。用一般方法合成的樣品均為不同結(jié)構(gòu)的碳納米管組成的混合物。單一手性單壁碳納米管的選擇性生長(zhǎng)，成為碳納米管研究和應(yīng)用發(fā)展20多年未打破的瓶頸。

    李彥教授課題組十幾年來(lái)一直致力于單壁碳納米管的可控生長(zhǎng)研究，特別是在催化劑研究方面開展了深入系統(tǒng)的研究，形成了自己的特色。基于對(duì)碳納米管生長(zhǎng)催化劑性能的深入了解，他們提出利用具有固定結(jié)構(gòu)的催化劑來(lái)調(diào)控生成單壁碳納米管的方案，發(fā)展了一類鎢基合金催化劑。這種催化劑納米粒子具有非常高的熔點(diǎn)，能夠在單壁碳納米管生長(zhǎng)的高溫環(huán)境下保持其晶態(tài)結(jié)構(gòu)和形貌。同時(shí)，這類催化劑本身具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)。利用這種鎢基合金納米晶為催化劑，就能夠生長(zhǎng)出具有特定結(jié)構(gòu)的單壁碳納米管。

    該研究的創(chuàng)新性主要體現(xiàn)在：提出了一種實(shí)現(xiàn)單壁碳納米管結(jié)構(gòu)可控制備的方法，發(fā)展了一種新型的鎢基合金催化劑，提出了在溫和條件下制備鎢基合金納米晶的新方法。

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