研究人员合成了具有精确手性的碳纳米管

研究人员在碳纳米管（CNT）的合成方面取得了重大突破，他们开发了一种新型催化剂，可以精确控制其原子排列，即手性。这一进步为创造创新的半导体器件铺平了道路，解决了30多年来仍未解决的挑战

由日本先进材料研究所（WPI-AIMR）的Toshiaki Kato副教授领导的由日本各地研究人员组成的团队成功合成了手性指数为（6,5）的CNT，其超高纯度超过95%

这些发现于2024年8月20日发表在ACS Nano上。

加藤解释说：“碳纳米管基本上是一片卷成空心管的碳。”“虽然听起来很简单，但碳纳米管因其出色的导电性、光学特性和机械强度等特性而备受追捧。”

难怪它们被称为“纳米材料之王”。这一系列理想特性使它们成为从建造飞机和宇宙飞船到开发生物医学设备等真正广泛应用的有前景的选择

通过引入由镍（Ni）、锡（Sn）和铁（Fe）组成的新型催化剂，研究人员为手性控制合成开辟了一条新途径。这种NiSnFe催化剂是一种高度专业化的生长催化剂，能够选择性合成（6,5）手性CNT

此外，与孤立的（6,5）CNTs相比，这些手性纯束结构的（6,6）CNTs的光致发光寿命增加了20倍以上。这项技术在未来也有可能用于实现其他手性

研究小组预计，他们的发现将在半导体器件的制造和使用方面取得重大进展 More information: Satoru Shiina et al, Synthesis of Ultrahigh-Purity (6,5) Carbon Nanotubes Using a Trimetallic Catalyst, ACS Nano (2024). DOI: 10.1021/acsnano.4c01475

Journal information: ACS Nano