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通过改良催化剂 科学家制成长达14厘米的碳纳米管束

来源:cnBeta 作者:cnBeta 人气: 发布时间:2020-11-05
摘要:早稻田大学的一支研究团队,刚刚展示了他们最新的碳纳米管(CNT)簇生长技术。新方案能够生成长达 14 厘米(5.5 英寸)的碳纳米管束,或有助于简化未来的量产过程。据悉,碳纳米管的直径只有数纳米,在轻巧坚固材料、光学 / 滤水 / 电池 / 晶体管等领域均表现出了
早稻田大学的一支研究团队,刚刚展示了他们最新的碳纳米管(CNT)簇生长技术。新方案能够生成长达 14 厘米(5.5 英寸)的碳纳米管束,或有助于简化未来的量产过程。据悉,碳纳米管的直径只有数纳米,在轻巧坚固材料、光学 / 滤水 / 电池 / 晶体管等领域均表现出了让人瞩目的前景。

CNT forest.jpg

(来自:Waseda University)

此前横亘在碳纳米管应用面前的一大阻碍,就是难以批量生产。虽然此前已有研究团队设法让单个碳纳米管生长到 50 厘米(19.7 英寸),但实用性仍相当有限。

在将目光瞄向碳纳米管(CNT)簇之后,相关研究团队也一直都在努力突破 2 厘米(0.8 英寸)的限制,直到我们突然见到来自早稻田大学的 14 厘米(5.5 厘米)。

为了实现这一目标,研究团队首先需要解决管道内的催化剂劣化问题。研究作者 Hisashi Sugime 指出:

“常规技术下,催化剂的结构会逐渐变化,最终导致 CNT 停止生长。为此我们将精力放在了如何抑制这种结构变化,以支持 CNT 长期生长的新技术上”。

CNT forest 1-10s.gif

具体说来是,研究人员在涂覆了铁铝氧化物的硅基材之上,添加了一层新的物质,从而减缓了催化剂的降解速率。但若仅借助这一种方案,也只能将 CNT 管束生长到 5 厘米(2 英寸)左右。

其次,研究团队想到了将催化器放入化学气相沉积室。在将催化剂加热到 750℃(1382℉)之后,又于室温下加入少量铁铝蒸汽,最终将催化剂效用延长到了 26 个小时。

更重要的是,通过对新形成的碳纳米管束进行分析,可知其性能和纯净度与其它方法几乎没有差别。有关这项研究的详情,已经发表在近日出版的《Carbon》期刊上。

原标题为《Ultra-long carbon nanotube forest via in situ supplements of iron and aluminum vapor sources》。

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