單壁碳納米管或一個(gè)原子厚度的石墨烯層被卷成不同的尺寸和形狀，已經(jīng)在電子和新的觸摸屏設(shè)備中找到了許多用途。本質(zhì)上，碳納米管通常是黑色或深灰色。

在他們發(fā)表在美國化學(xué)學(xué)會(huì)期刊(JACS)上的新研究中，阿爾托大學(xué)的研究人員提出了一種控制碳納米管薄膜制造的方法，以便它們顯示出各種不同的顏色 - 例如，綠色，棕色，或銀灰色。

研究人員認(rèn)為，這是有色碳納米管首次通過直接合成生產(chǎn)。使用他們的發(fā)明，在制造過程中直接誘導(dǎo)顏色，而不是在成品合成管上采用一系列凈化技術(shù)。

通過直接合成，可以生產(chǎn)大量清潔的樣品材料，同時(shí)避免在凈化過程中損壞產(chǎn)品 - 這使其成為最具吸引力的應(yīng)用方法。

“從理論上講，這些彩色薄膜可用于制造具有多種不同顏色的觸摸屏，或太陽能電池，可顯示出全新的光學(xué)特性，”阿爾托大學(xué)教授Esko Kauppinen說。

讓碳結(jié)構(gòu)顯示顏色本身就是一項(xiàng)壯舉。實(shí)現(xiàn)著色所需的基礎(chǔ)技術(shù)還意味著對納米管結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的精細(xì)控制。Kauppinen和他的團(tuán)隊(duì)獨(dú)特的方法，使用金屬和碳的氣溶膠，使他們可以直接從制造過程中仔細(xì)操縱和控制納米管結(jié)構(gòu)。

“在某種程度上，種植碳納米管就像植樹一樣：我們需要種子，飼料和太陽能。對于我們來說，鐵的氣溶膠納米粒子作為催化劑或種子，一氧化碳作為碳源，因此飼料和反應(yīng)器在高于850攝氏度的溫度下產(chǎn)生熱量，“阿爾托高級(jí)科學(xué)家華江博士說。大學(xué)。

Kauppinen教授的團(tuán)隊(duì)在其獨(dú)特的制作方法中使用這些資源的歷史悠久。為了增加他們的曲目，他們最近嘗試在制造過程中施用小劑量的二氧化碳。

“二氧化碳是一種可以用來調(diào)節(jié)各種顏色碳納米管生長的移植材料，”江解釋說。

利用先進(jìn)的電子衍射技術(shù)，研究人員能夠找到其薄膜的精確原子尺度結(jié)構(gòu)。他們發(fā)現(xiàn)它們具有非常窄的手性分布，這意味著管壁的蜂窩晶格的取向在整個(gè)樣品中幾乎是均勻的。手性或多或少?zèng)Q定了碳納米管可具有的電性能以及它們的顏色。

在阿爾托大學(xué)開發(fā)的方法承諾以高產(chǎn)率制造碳納米管薄膜的簡單且高度可擴(kuò)展的方法。

'通常你必須在大規(guī)模生產(chǎn)或?qū)μ技{米管結(jié)構(gòu)有良好控制之間做出選擇。憑借我們的突破，我們可以做到這兩點(diǎn)，“信任該集團(tuán)博士后研究員張強(qiáng)博士。

后續(xù)工作已在進(jìn)行中。

我們想要了解二氧化碳的添加如何調(diào)整納米管結(jié)構(gòu)并產(chǎn)生顏色的科學(xué)。我們的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)對生長過程的完全控制，以便單壁碳納米管可以用作下一代納米電子器件的構(gòu)建模塊，“Kauppinen教授說。