富勒烯填充纳米管

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空心纯碳纳米管具有非凡的强度和潜在的独特电学性质，使其成为新型器件的有趣起始材料。 为了这个目的，研究人员已经研究了如何用其他化合物填充这些直径小至一纳米的微小管，以调整它们的行为。 1998年，宾夕法尼亚大学的David Luzzi及其同事创造了“纳米豌豆荚”，本质上是用称为富勒烯的碳球链填充的纳米管。 现在，1991年发现碳纳米管的名古屋大学的饭岛澄男和NEC研究公司的筱原久典以及同事们也做了同样的事情，但使用的是不同种类的“豌豆”。 日本科学家没有使用标准的60个碳原子的富勒烯球C₆₀，而是用含有钆原子的C₈₂富勒烯填充了纳米管。 他们的工作发表在12月18日出版的《Physical Review Letters》上。

因为向富勒烯添加金属原子（如钆）会改变它们的电子结构，从而将它们变成所谓的金属富勒烯，所以该团队希望向纳米管添加金属富勒烯可能会产生类似的效果。 为了组装他们的豌豆荚，他们首先形成了金属富勒烯（Gd@C₈₂）和单壁碳纳米管（SWNTs），并在420摄氏度的干燥空气中打开了它们的末端。 Gd@C₈₂一旦加热成蒸汽，就很容易进入打开的管子，并在管子内部大致以1纳米的间隔排列（见图）。 接下来，他们用电子探测了新的结构(Gd@C₈₂)_n@SWNT。 他们的发现是，填充的单壁碳纳米管的电阻随温度的变化比空的单壁碳纳米管更剧烈。 科学家们无法证实任何更确凿的结论，但这项工作的意义在于，它是第一个表明填充可以改变单壁碳纳米管电学性质的工作。