单螺旋碳纳米管的工业化生产对其在高速和低功耗纳米电子器件中的应用至关重要,但其生长和分离都是重大挑战。鉴于此,中国科学院物理研究所刘华平等报告了一种通过增加碳纳米管溶液的浓度,用凝胶色谱法从各种原料中工业化分离单螺旋碳纳米管的方法。
本文要点:
(1)高浓度的个体化碳纳米管溶液是通过超声分散,然后离心和超声再分散制备的。通过这种技术,所制备的个体化碳纳米管的浓度从约0.19 mg/mL提高到约1 mg/mL,在凝胶色谱法的一次分离运行中,多个单手性物种的分离率提高了约6倍,达到毫克级。
(2)当该分散技术应用于直径范围为0.8-2.0 nm的廉价石墨烯和碳纳米管的混合体时,单手性物种的分离率提高了一个数量级以上,达到亚毫克级。此外,使用本分离技术,生产单手性物种的环境影响和成本都大大降低。预计该方法将促进单手性碳纳米管的工业生产和在碳基集成电路中的实际应用。
Yang, D., Li, L., Li, X. et al. Preparing high-concentration individualized carbon nanotubes for industrial separation of multiple single-chirality species. Nat Commun 14, 2491 (2023).
DOI: 10.1038/s41467-023-38133-0
https://doi.org/10.1038/s41467-023-38133-0