有幾種不同類型的碳納米管,每種都具有略微不同的性質(zhì)和不同的潛在用途。不幸的是,現(xiàn)有的生產(chǎn)方法帶來的,是不同碳納米管的混合物,具有不同的尺寸和完全不同的電氣性能。純粹的半導(dǎo)體納米管,可用于未來的集成電路,只是混合了金屬納米管,這種納米管可用來制造高導(dǎo)電線。因此,納米管必須按類型分開,這是一個(gè)緩慢而昂貴的工藝,安德魯•巴倫(AndrewBarron)說,他是賴斯大學(xué)化學(xué)和材料科學(xué)教授。
“有一種碳納米管,是所見到的最好的導(dǎo)電材料,不會(huì)把任何能量散失為熱量,”巴倫說。
巴倫是賴斯大學(xué)一個(gè)團(tuán)體的成員,他希望用這些納米管制成一些非常大東西:幾千英里長的高導(dǎo)電電力傳輸線,用于更有效的能源網(wǎng)格,這將是很重要的,因?yàn)榭稍偕茉吹氖褂迷谠鲩L。這是賴斯大學(xué)已故教授理查德•斯莫利(RichardSmalley)的一個(gè)構(gòu)想,他獲得了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng),因?yàn)樗餐l(fā)現(xiàn)了碳納米材料。賴斯大學(xué)研究人員已經(jīng)制成了長長的純碳納米管纖維,但是,因?yàn)樗麄兊难芯坎捎昧瞬患兊臉悠罚,這些纖維沒有像他們希望的那樣導(dǎo)電。
巴倫和他的同事現(xiàn)在已經(jīng)改善了一種方法,用于制備純碳納米管,這是他們在2006年首次開發(fā)的。所謂“放大”,最終應(yīng)該讓它們從一納克純碳納米管變成一克,再變成一公斤,然后變成一噸。他們開始是從混合物中分離出少量的純金屬納米管,然后,在每根管的末端加上催化劑。然后,他們把這些納米管放進(jìn)加壓溫控容器,再加入一種混合氣體。在這些條件下,這些納米管的尺寸就會(huì)增加一倍,生長就源自末端的催化劑,F(xiàn)有的納米管作為一個(gè)模板,規(guī)定了額外長度的納米管的直徑,結(jié)構(gòu)和屬性。這些納米管隨后被切斷,而這個(gè)過程會(huì)重復(fù)進(jìn)行。
巴倫和他的同事首次演示這種放大是在幾年前,但那時(shí)不是很有效。在《納米快報(bào)》(NanoLetters)雜志6月份在線刊登的一篇論文中,他們描述,混合合適的催化劑和生長條件,可以確保每一根單一的納米管都可以被放大。以前,他們曾認(rèn)為,這些條件應(yīng)該是相同的,就和制造首批納米管一樣,但它的效果并不很好。巴倫說,他們現(xiàn)在已經(jīng)找到了條件,可以使放大有效。
賴斯大學(xué)的研究人員使用這種放大工藝,積累足夠的純金屬納米管,制成的纖維屬于那種類型,可用于制備電力傳輸線。他們過去曾經(jīng)制成很長的導(dǎo)電納米管纖維,使用的是一種旋壓工藝(spinningprocess),也是賴斯大學(xué)開發(fā)的,但他們那時(shí)不得不使用不純的納米管,制成任何長度的這種材料。
亞倫•富蘭克林(AaronFranklin,)是IBM沃森研究中心(WatsonResearchCenter)的研究員,他說,這項(xiàng)新的研究可能并沒有“找到最好的方法,以獲得大量的純金屬管!边@種放大工藝仍然不能非常大量地生產(chǎn)這種材料,富蘭克林注意到。
雖然賴斯大學(xué)的團(tuán)隊(duì)在繼續(xù)研究放大,但其他研究人員也在探索替代方法,大量制備純納米管。馬克•和薩姆(MarkHersam)是美國西北大學(xué)(NorthwesternUniversity)化學(xué)教授,他開發(fā)的是現(xiàn)在最常用的分離方法之一。他創(chuàng)立了一家公司,叫做納因特格里斯(NanoIntegris)公司,出售純納米管。他說,提高產(chǎn)量“現(xiàn)在基本上是一種工業(yè)優(yōu)化作業(yè)。”
“有一種碳納米管,是所見到的最好的導(dǎo)電材料,不會(huì)把任何能量散失為熱量,”巴倫說。
巴倫是賴斯大學(xué)一個(gè)團(tuán)體的成員,他希望用這些納米管制成一些非常大東西:幾千英里長的高導(dǎo)電電力傳輸線,用于更有效的能源網(wǎng)格,這將是很重要的,因?yàn)榭稍偕茉吹氖褂迷谠鲩L。這是賴斯大學(xué)已故教授理查德•斯莫利(RichardSmalley)的一個(gè)構(gòu)想,他獲得了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng),因?yàn)樗餐l(fā)現(xiàn)了碳納米材料。賴斯大學(xué)研究人員已經(jīng)制成了長長的純碳納米管纖維,但是,因?yàn)樗麄兊难芯坎捎昧瞬患兊臉悠罚,這些纖維沒有像他們希望的那樣導(dǎo)電。
巴倫和他的同事現(xiàn)在已經(jīng)改善了一種方法,用于制備純碳納米管,這是他們在2006年首次開發(fā)的。所謂“放大”,最終應(yīng)該讓它們從一納克純碳納米管變成一克,再變成一公斤,然后變成一噸。他們開始是從混合物中分離出少量的純金屬納米管,然后,在每根管的末端加上催化劑。然后,他們把這些納米管放進(jìn)加壓溫控容器,再加入一種混合氣體。在這些條件下,這些納米管的尺寸就會(huì)增加一倍,生長就源自末端的催化劑,F(xiàn)有的納米管作為一個(gè)模板,規(guī)定了額外長度的納米管的直徑,結(jié)構(gòu)和屬性。這些納米管隨后被切斷,而這個(gè)過程會(huì)重復(fù)進(jìn)行。
巴倫和他的同事首次演示這種放大是在幾年前,但那時(shí)不是很有效。在《納米快報(bào)》(NanoLetters)雜志6月份在線刊登的一篇論文中,他們描述,混合合適的催化劑和生長條件,可以確保每一根單一的納米管都可以被放大。以前,他們曾認(rèn)為,這些條件應(yīng)該是相同的,就和制造首批納米管一樣,但它的效果并不很好。巴倫說,他們現(xiàn)在已經(jīng)找到了條件,可以使放大有效。
賴斯大學(xué)的研究人員使用這種放大工藝,積累足夠的純金屬納米管,制成的纖維屬于那種類型,可用于制備電力傳輸線。他們過去曾經(jīng)制成很長的導(dǎo)電納米管纖維,使用的是一種旋壓工藝(spinningprocess),也是賴斯大學(xué)開發(fā)的,但他們那時(shí)不得不使用不純的納米管,制成任何長度的這種材料。
亞倫•富蘭克林(AaronFranklin,)是IBM沃森研究中心(WatsonResearchCenter)的研究員,他說,這項(xiàng)新的研究可能并沒有“找到最好的方法,以獲得大量的純金屬管!边@種放大工藝仍然不能非常大量地生產(chǎn)這種材料,富蘭克林注意到。
雖然賴斯大學(xué)的團(tuán)隊(duì)在繼續(xù)研究放大,但其他研究人員也在探索替代方法,大量制備純納米管。馬克•和薩姆(MarkHersam)是美國西北大學(xué)(NorthwesternUniversity)化學(xué)教授,他開發(fā)的是現(xiàn)在最常用的分離方法之一。他創(chuàng)立了一家公司,叫做納因特格里斯(NanoIntegris)公司,出售純納米管。他說,提高產(chǎn)量“現(xiàn)在基本上是一種工業(yè)優(yōu)化作業(yè)。”