日本开发出碳纳米管联接新工艺

上一篇 / 下一篇  2011-08-24 10:18:21

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日本国家先进工业科技研究所研究人员表示,他们已开发出一种新技术,能将相同或近似直径的碳纳米管像拼接水管一样连接起来。研究人员期望,未来无论碳纳米管直径大小都可利用此种技术进行无缝连接。该研究成果刊登在近期《自然·纳米技术》杂志上。

  研究人员通过电子显微镜第一次观察到一个单壁碳纳米管的分裂过程。他们将单壁碳纳米管桥接在两个电极上,并施以强电流,从而引发碳纳米管的中段逐渐收窄直至最终分裂,造成两个碳纳米管的末端以相同的直径闭合或盖上“帽子”。

  盖上“帽子”的末端互相向对方移动,电极间的电压缓慢地从零开始上升。在达到某个阈值电压和电流时,两个纳米管就会突然迅速再次融合起来。研究人员发现,他们可在同一个碳纳米管上数次重复这样的分裂-融合过程,到目前为止,最多可达7次之多。

  研究人员还试图将不同直径的碳纳米管连接起来,但没有成功。研究人员将失败的原因归于纳米管的手性,由于两个不同直径碳纳米管的手性不同,在试图迫使两管合并时,这种不匹配会导致原子层级的问题。

  为解决这个问题,研究人员提出的解决方案是:在两个碳纳米管间插入钨原子以催化融合进程。钨长期以来被认为可帮助碳原子“石墨化”,即将它们组织成有序结构。在还原过程中,通过来回移动这些颗粒,碳纳米管就能无缝融合在一起。

  研究人员称,利用此项技术可制造出更长的碳纳米管,甚至是带有分叉的碳纳米管。这样的结构将会有许多应用,如制作场效应晶体管或电流引线。


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