新工艺有望降低碳纳米管价格

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碳纳米管(纯碳制成的微小管状物,宽度仅为十亿分之一米)具有广泛的潜在应用。但是,制造它们是一个复杂的过程,由于去除杂质需要多个步骤,因此成本高昂且通常很繁琐。《科学》杂志本期发表的一份报告描述了一种改进常用合成方法的简单方法:用水稀释。由此产生的纳米管纯度超过 99.98%,无需额外提纯。

许多当前生产单壁碳纳米管 (SWNT) 的方案都利用催化剂颗粒来加速反应,但它们可能会掺入管中,从而降低其效用。日本国立先进工业科学技术研究所的 Hata Kenji 及其同事研究了一种使用固体催化表面的制造工艺。在典型的操作条件下,它在大约一分钟后变得无效。但是,当研究小组在用于制造碳管的混合物中仅添加了十亿分之 100 的水时,他们发现从催化剂中生长出了一片真正的纳米管森林(见图)。一旦移除纳米管,催化剂就可以重复使用。

作者报告说,他们的方法可以应用于各种纳米管合成方案,并将使纳米管更经济实惠,并且更易于大规模生产。在报告中,他们提出,最终,“高纯度单壁碳纳米管可以生长成具有确定形状的、规模放大的宏观有序结构,无论是三维复杂结构还是二维柔性片材。”

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