第一作者:YannMagnin
通訊作者:ChristopheBichara
通訊單位:艾克斯馬賽大學(法國)
研究亮點:
1. 發現了SWCNT的手性來源于納米管邊界的熵驅動
2. 構建了結構圖譜和相圖,指導催化劑和實驗參數的理性選擇,以實現更好的選擇性。
單壁碳納米管(SWCNT)可以生長達到厘米級長度,表現出金屬或半導體性質,在集成電路,計算機領域取得了一系列重大突破,發展迅猛。而SWCNT的電子性質則取決于它在生長過程中形成的手性指數(亦即單壁碳納米管沿軸卷曲方式)。
雖然,選擇性生長手性單壁碳納米管(SWCNT)已經取得諸多進展。然而,控制SWCNT選擇性生長的本征原因尚未可知,這極大地限制了手性SWCNT制備的重復性和穩定性和規?;瘧?。
有鑒于此,法國艾克斯馬賽大學ChristopheBichara團隊基于一種熱力學模型,發現了SWCNT的手性來源于納米管邊界的熵驅動。
圖1. 從實驗到模型
研究人員發展了一種熱力學模型,構建了管-催化劑界面能量、溫度與碳納米管手性之間的聯系。研究表明,碳納米管的手性來源于其納米尺度邊界的熵驅動,從而解釋了實驗上觀察到的手性分布導致的溫度演變。
考慮催化劑的化學性質,研究人員還構建了結構圖譜和相圖,用于指導催化劑和實驗參數的理性選擇,以實現更好的選擇性。
總之,這項工作為厘清單壁碳納米管的手性來源,提供了理論指導,為選擇性生長手性單壁碳納米管提供了新的借鑒。
圖2. 模型關鍵參數
圖3. 結構圖
總之,這項工作為厘清單壁碳納米管的手性來源,提供了理論指導,為選擇性生長手性單壁碳納米管提供了新的借鑒。
參考文獻:
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