Science：破解单壁碳纳米管手性起源！

xiaoxiao

2018-10-12

第一作者：YannMagnin

通讯作者：ChristopheBichara

通讯单位：艾克斯马赛大学（法国）

研究亮点：

1. 发现了SWCNT的手性来源于纳米管边界的熵驱动

2. 构建了结构图谱和相图，指导催化剂和实验参数的理性选择，以实现更好的选择性。

单壁碳纳米管（SWCNT）可以生长达到厘米级长度，表现出金属或半导体性质，在集成电路，计算机领域取得了一系列重大突破，发展迅猛。而SWCNT的电子性质则取决于它在生长过程中形成的手性指数（亦即单壁碳纳米管沿轴卷曲方式）。

虽然，选择性生长手性单壁碳纳米管（SWCNT）已经取得诸多进展。然而，控制SWCNT选择性生长的本征原因尚未可知，这极大地限制了手性SWCNT制备的重复性和稳定性和规模化应用。

有鉴于此，法国艾克斯马赛大学ChristopheBichara团队基于一种热力学模型，发现了SWCNT的手性来源于纳米管边界的熵驱动。

图1. 从实验到模型

研究人员发展了一种热力学模型，构建了管-催化剂界面能量、温度与碳纳米管手性之间的联系。研究表明，碳纳米管的手性来源于其纳米尺度边界的熵驱动，从而解释了实验上观察到的手性分布导致的温度演变。

考虑催化剂的化学性质，研究人员还构建了结构图谱和相图，用于指导催化剂和实验参数的理性选择，以实现更好的选择性。

总之，这项工作为厘清单壁碳纳米管的手性来源，提供了理论指导，为选择性生长手性单壁碳纳米管提供了新的借鉴。

图2. 模型关键参数

图3. 结构图

总之，这项工作为厘清单壁碳纳米管的手性来源，提供了理论指导，为选择性生长手性单壁碳纳米管提供了新的借鉴。

参考文献：

Yann Magnin, ChristopheBichara et al. Entropy-driven stability of chiral single-walled carbonnanotubes. Science 2018, 362, 212-215.

http://science.sciencemag.org/content/362/6411/212