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| 本文作者： 劉子榆 | 2016-08-18 18:11 |
（圖片來源：nanowerk）
想象一下，未來，你的電子報紙可以被隨意卷起來，就算你把咖啡打翻，將水倒在上面，也不會影響電子報紙的更新和閱讀——當然，這只是眾多被認為會在將來出現(xiàn)的黑科技之一，聽起來的確很炫酷。但是想要完成這個目標還需要搞定一項關(guān)鍵技術(shù)，那就是如何對碳納米管進行分離。
而最近，加拿大麥克馬斯特大學(xué)（McMaster）的Alex Adronov研究小組發(fā)明了一項新的提純技術(shù)，該項技術(shù)為碳納米管的制取掃平了道路。
碳納米管作為一維納米材料，重量輕，六邊形結(jié)構(gòu)連接完美，是一種與頭發(fā)絲生物結(jié)構(gòu)類似的碳結(jié)構(gòu)。它的直徑只有十億分之一米，而長度卻能夠達到數(shù)千米，具有許多特殊的力學(xué)、電學(xué)和化學(xué)性能。
由于碳納米管的結(jié)構(gòu)與石墨的片層結(jié)構(gòu)相同，所以它具有很好的電學(xué)性能，同時又更加耐熱。除此之外，它的韌性極高，是目前可制備出的具有最高強度比的材料，能夠給復(fù)合材料的性能帶來極大的改善。并且，雖然與高分子材料的結(jié)構(gòu)相似，但其結(jié)構(gòu)卻比高分子材料穩(wěn)定得多。使用碳納米管替代硅為原料，能夠讓存儲器和處理器以三維方式堆疊在一起，降低了數(shù)據(jù)在兩者之間轉(zhuǎn)換的時間，從而大幅提高了計算機芯片的處理速度。
近些年，隨著碳納米管及納米材料研究的深入，其廣闊的應(yīng)用前景也在不斷地展現(xiàn)出來。這種纖細的柔性材料被認為將來能夠替代計算機或其他電子設(shè)備中的硅基芯片。
不過，科學(xué)家們在碳納米管的制取上，一直都面臨著一個難題。碳納米管有著兩種微觀結(jié)構(gòu)，即半導(dǎo)體型碳納米管和金屬型碳納米管。制備過程中，這兩種碳納米管同時被混在一起。雖然它們都是制取后需要保留的材料，但是只有能將兩者分開，才能發(fā)揮其功能作用。
（圖片來源：nanowerk）
為了解決這個難題，科學(xué)家們已經(jīng)花費了數(shù)年的時間進行研究測試，無奈卻只找到了將半導(dǎo)體型碳納米管溶解剝離成聚合物的方法，這樣一來，就僅僅只能夠獲得金屬型碳納米管，而獲得半導(dǎo)體型碳納米管的方法卻一直未能找到。
如今，研究人員終于成功地反轉(zhuǎn)了聚合物的電特性，從而能夠剝離金屬型管而只留下半導(dǎo)體型管。研究小組的下一步計劃是研制出更高效的聚合物，使得這個過程商業(yè)化。
“一旦我們擁有一個穩(wěn)定的，可以用來制取純凈碳納米管的技術(shù)，并且成本沒那么昂貴的話。那么地球上的很多事情都會發(fā)生快速的變化。” Alex Adronov說道，他是麥克馬斯特大學(xué)的化學(xué)專家，正是他的團隊發(fā)明了這種具有極大潛在效益的提純碳納米管的技術(shù)。
在麥克馬斯特大學(xué)，研究人員們正在電子顯微鏡中心做著精密的研究，專家們正展開緊密的合作，他們都在為進一步提純碳納米管做著努力。如果這項技術(shù)能夠得到普及，那么一種新的芯片制作材料——比硅更穩(wěn)定而且更抗熱、速度更快的碳納米管將顛覆傳統(tǒng)的計算機結(jié)構(gòu)設(shè)計。
“在這個世界上，已經(jīng)很少有一個地方能夠讓人們展開這樣跨學(xué)科的創(chuàng)造性工作了。”Adronov說。下一步，他的團隊將找到一種方法來開發(fā)更有效的聚合物，以擴大碳納米管的商業(yè)化生產(chǎn)進程，并且在未來，發(fā)現(xiàn)碳納米管更加廣泛的用途。
Via nanowerk
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