納米科學中心發展分離碳納米管全新方法
發布日期：2013-11-12 瀏覽次數 ：1030
近日，納米科學中心孫連峰研究員小組與科學院物理所解思深院士等人合作，發展了一種全新的分離碳納米管的方法－庫侖爆炸法。他們利用靜電排斥的原理使一束單壁碳納米管帶上同種電荷，當電荷之間的排斥力大于管之間的范德瓦爾斯力時，庫侖爆炸發生了。這種爆炸使一束碳納米管相互分離，形成一種獨特、新奇的放射狀格局，被命名為“納米樹”(nanotree)。拉曼光譜(Raman)等實驗證明，分離后的碳納米管具有較小的直徑(3nm)，甚至可以得到單根碳納米管。同時表明，庫侖爆炸并沒有破壞碳納米管的結構。利用碳納米管均勻帶電模型，對庫侖爆炸所需的理論電壓作了計算，結果與實驗數值十分接近。
單壁碳納米管結構獨特，性質奇異，是目前研究的熱點之一。目前雖然能夠大量制備單壁碳納米管，但由于管與管之間比較大的范德瓦爾斯作用(500 eV/mm)，所得到的碳納米管往往相互糾纏，形成碳納米管束。這對單根碳納米管器件的制備及其物性研究是需要研究解決的重要問題。
現在已經報道的單壁碳納米管的分離一般基于化學方法，如電泳分離法(electrophoretic separation)和層離法(chromatographic method)等。這些方法往往涉及到多種化學試劑(如表面活性劑)，需要多步物理化學過程完成。由于化學處理存在摻雜效應，改變了碳納米管本身的固有性質。且化學法得到的單壁管長度一般在100納米左右，對器件的研究十分不利。因此，探索全新的分離方法，避免化學修飾，是單壁碳納米管以及器件研究的一個重要問題。
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