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| 中科院力學(xué)所發(fā)明自組裝制備手性可控納米碳管新方法 |
| 來(lái)源：中國粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時(shí)間：2014-12-15 09:37:17 瀏覽次數： |
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（中國粉體技術(shù)網(wǎng)/班建偉）納米碳管作為潛在的第三代晶體管，其手性決定其表現出的金屬導體或半導體性能。然而，如何制備手性可控的納米碳管，成為制約納米碳管在微納電子、集成電路等領(lǐng)域應用的關(guān)鍵問(wèn)題。國外最新實(shí)驗研究表明：石墨烯納米條帶在納米碳管的輔助下，可以自組裝形成螺旋結構，有趣的是部分實(shí)驗中發(fā)現了自組裝納米碳管的生成。但在石墨烯納米條帶自組裝過(guò)程中，什么是影響最終自組裝結構的主要因素？如何在輔助納米碳管外(內)表面獲得自組裝納米碳管？通過(guò)該方式獲得自組裝納米碳管的手性是否可以預測？
最近，中國科學(xué)院力學(xué)研究所仿生材料與固體的微尺度力學(xué)課題組采用分子動(dòng)力學(xué)數值實(shí)驗方法，深入地研究了石墨烯納米條帶在輔助納米碳管上形成自組裝結構的穩定性，揭示了系統溫度及初始螺旋角是影響自組裝結構穩定性的主要因素。
不同的系統恒定溫度和初始螺旋角條件下，自組裝形成的結構存在三種穩定構型：螺旋結構、納米碳管及準直條帶結構；進(jìn)一步通過(guò)升溫處理的方法，螺旋結構可自發(fā)轉變?yōu)榧{米碳管或準直條帶結構；再次通過(guò)高溫退火處理的技巧，準直條帶結構可進(jìn)一步轉變?yōu)榧{米碳管。最后給出了計算自組裝納米碳管手性的理論公式，理論預測與數值實(shí)驗結果一致。
自組裝形成納米碳管的手性主要依賴(lài)于石墨烯納米條帶的寬度及輔助納米碳管的直徑，從而為手性可控納米碳管的制備提出了一種新思路。
該工作得到了國家自然科學(xué)基金（11125211，11372317）及科技部重大科學(xué)研究計劃（2012CB937500）的支持，相關(guān)成果以Chirality-Controlled Carbon Nanotubes Fabricated by Self-Assembly of Graphene Nanoribbons 為題發(fā)表在Journal of Physical Chemistry C 上。
螺旋結構
納米碳管
準直條結構
自組裝螺旋結構中代表性原子的能量 自組裝納米碳管中代表性原子的能量變化  
升溫處理系統能量的變化 退火處理系統能量的變化
來(lái)源：中科院
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