纳米科学中心发展分离碳纳米管全新方法

发布日期：2013-11-12 浏览次数 ：984

分享到： QQ空间 新浪微博 腾讯微博 人人网

 纳米科学中心发展分离碳纳米管全新方法

近日，纳米科学中心孙连峰研究员小组与科学院物理所解思深院士等人合作，发展了一种全新的分离碳纳米管的方法－库仑爆炸法。他们利用静电排斥的原理使一束单壁碳纳米管带上同种电荷，当电荷之间的排斥力大于管之间的范德瓦尔斯力时，库仑爆炸发生了。这种爆炸使一束碳纳米管相互分离，形成一种独特、新奇的放射状格局，被命名为“纳米树”(nanotree)。拉曼光谱(Raman)等实验证明，分离后的碳纳米管具有较小的直径(3nm)，甚至可以得到单根碳纳米管。同时表明，库仑爆炸并没有破坏碳纳米管的结构。利用碳纳米管均匀带电模型，对库仑爆炸所需的理论电压作了计算，结果与实验数值十分接近。

    单壁碳纳米管结构独特，性质奇异，是目前研究的热点之一。目前虽然能够大量制备单壁碳纳米管，但由于管与管之间比较大的范德瓦尔斯作用(500 eV/mm)，所得到的碳纳米管往往相互纠缠，形成碳纳米管束。这对单根碳纳米管器件的制备及其物性研究是需要研究解决的重要问题。

    现在已经报道的单壁碳纳米管的分离一般基于化学方法，如电泳分离法(electrophoretic separation)和层离法(chromatographic method)等。这些方法往往涉及到多种化学试剂(如表面活性剂)，需要多步物理化学过程完成。由于化学处理存在掺杂效应，改变了碳纳米管本身的固有性质。且化学法得到的单壁管长度一般在100纳米左右，对器件的研究十分不利。因此，探索全新的分离方法，避免化学修饰，是单壁碳纳米管以及器件研究的一个重要问题。