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碳納米管分離技術實現重大突破，全面取代晶體硅邁出第一步

作者：中國科學院成都有機化學有限公司來源：http://m.chun-tian.cn 日期：2016-08-26 16:31:09

想象下有那么一張電子報紙，你既可以將其卷起，又能將它撫平，即便咖啡在上面打翻了，這張報紙依舊能繼續工作，在你面前跟新的最近的新聞。

這樣的場景在碳納米管（CNT）技術帶來革命性突破后就能實現，而因為一項技術的重大瓶頸，人們已經等待了很久了。但是現在，科學家們已經找到了解決方案。

這項技術革新由來自麥克馬斯特大學的研究者提出，他們開發了一種全新的途徑來純化碳納米管。碳納米管這種精細的半導體材料，被認為是很可能能在芯片制造業中取代硅的神奇材料。

“一旦我們能以既可靠又實惠的方式獲得純度很高的納米管，那么很多電子產品的發展都會變得十分迅速。”艾利克斯·阿德羅諾夫（Alex Adronov）如此說道，他是麥克馬斯特大學的一位化學教授。

碳納米管就像一根頭發絲兒一樣，但是其直徑一般在一到幾十個納米之間，長度則遠大于其直徑。清華大學魏飛教授帶領的的團隊制備出了世界上最長的碳納米管，其單根長度可以達到半米以上。碳納米管作為具有一定柔性導電能力的納米材料，一直肩負著能改革硅基電腦和電子設備的期望。

但是這種材料一直有個缺陷，就是無法在制備過程中將金屬型碳納米管和半導體型的碳納米管分離開來，因為在制備過程中這兩者都是同時產生的，此過程引入加熱碳基氣體直至納米管的團簇形成，呈黑霧狀。

在碳納米管制備過程的最后階段，半導體型碳納米管會和金屬型你中有我，我中有你一般地混在一起。雖然這兩種碳納米管都十分有價值，但是必須分開使用，因為只有純的碳納米管（半導體型或者金屬型）才能在器件層面得到應用，所以有效的分離技術也就成了碳納米管走向應用的一個技術難點。

全球科學家已經花了大量的時間來嘗試各種分離技術。盡管已有研究者研制出一種高分子試劑，能和半導體型的碳納米管混合并一起被溶劑沖洗走，然后通過后期的提取獲得半導體型碳納米管，但是提取金屬型碳納米管的方法目前進展緩慢。

而如今，阿德羅諾夫課題組機智地發現了這種方法：他們將能分離半導體型碳納米管的高分子試劑的電學特性顛倒，就能得到了只分離金屬型碳納米管的新型高分子試劑。

課題組的這一成就與其他實驗室同事的工作也息息相關，麥克馬斯特工學院和加拿大電鏡中心都向該課題組委派了專家學者，還為他們提供了很多實驗設備。

對此，阿德羅諾夫表示十分感謝，甚至這么說：“世界上沒有什么地方能完成這么好的跨學科研究。”

那么下一步是什么呢？阿德羅諾夫表示將傾盡課題組所有人的努力尋找能更高效分離碳納米管的高分子試劑，并將這一過程以商業生產的標準完善。

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