中國粉體網(wǎng)訊 想象一下,未來,你的電子報(bào)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(huì)影響電子報(bào)紙的更新和閱讀——當(dāng)然,這只是眾多被認(rèn)為會(huì)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(gè)目標(biāo)還需要搞定一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),那就是如何對(duì)碳納米管進(jìn)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(xiàng)新的提純技術(shù),該項(xiàng)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(dá)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(shí)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(qiáng)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(chǔ)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(shí)間,從而大幅提高了計(jì)算機(jī)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(xì)的柔性材料被認(rèn)為將來能夠替代計(jì)算機(jī)或其他電子設(shè)備中的硅基芯片。
不過,科學(xué)家們?cè)谔技{米管的制取上,一直都面臨著一個(gè)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(shí)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。
為了解決這個(gè)難題,科學(xué)家們已經(jīng)花費(fèi)了數(shù)年的時(shí)間進(jìn)行研究測(cè)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(jì)劃是研制出更高效的聚合物,使得這個(gè)過程商業(yè)化。