彩色碳:迄今为止第一种彩色纳米管薄膜

能够大量生产彩色纯单壁碳纳米管的技术

其中的奥秘在于

微调准备过程

-还有少量的二氧化碳

单壁碳纳米管(SWNTs)或原子厚度的石墨烯片卷成不同的大小和形状，在电子设备和新型触摸屏设备中有许多用途。

本质上，碳纳米管通常是黑色或深灰色的。

在美国化学学会(JACS)发表的一篇研究论文中，阿尔托大学的研究人员提出了一种控制碳纳米管薄膜制备的方法，使它们以不同的颜色出现，如绿色、棕色或银灰色。

这些研究人员认为，这是第一次通过直接合成生产出彩色碳纳米管。使用他们的发明，在制备过程中直接诱导颜色，而不是在最终合成的碳纳米管上使用一系列纯化技术。

通过直接合成，可以产生大量清洁的样品材料，同时可以避免纯化过程中对产物的破坏，这使其成为最具应用吸引力的方法。

“理论上，这些彩色薄膜可以用来制作多色触摸屏，或者制作可以显示新光学特性的太阳能电池。”阿尔托大学教授埃斯科·考皮宁说。

让碳结构显现颜色，这本身就是一项壮举。实现着色所需的基本技术也意味着对纳米管结构的精细控制。

Kauppinen和他的团队的独特方法是使用金属和碳气溶胶，这使他们能够直接从制备过程中仔细操纵和控制纳米管结构。

“在某种程度上，生成碳纳米管就像种树:我们需要种子、养分和太阳能。对我们来说，铁气溶胶纳米粒子扮演着催化剂或种子的角色，CO是碳的来源，以及营养物质和反应堆在850℃以上产生的热量。”阿尔托大学的资深科学家江华博士说。

Kauppinen教授领导的团队在奇妙的生产方法中使用这些资源已经有很长的历史了。为了增加他们的研究，他们最近做了一个实验，在制备过程中加入了少量的二氧化碳。

“作为嫁接材料，二氧化碳可以用来调节各种颜色的碳纳米管的生长。”姜博士说。

利用先进的电子衍射技术，这些研究人员可以找出薄膜的精确原子尺度结构。他们发现它们具有非常窄的手性分布，这意味着管壁上的蜂窝晶格的取向在整个样品中几乎是相同的。手性或多或少地决定了碳纳米管的电学性质，以及它们的颜色。

阿尔托大学开发的方法有望成为一种简单且高度可扩展的高产率制备碳纳米管薄膜的方法。

“通常，你必须在大规模生产和良好控制碳纳米管结构之间做出选择。基于我们的突破，我们可以兼顾两者。”该团队的博士后研究生张强博士充满信心地说。

后续研究已经开始。

“我们想知道添加二氧化碳如何调节纳米管的结构并产生颜色的科学。我们的目标是实现对生成过程的完全控制，以便单壁碳纳米管可以用作下一代纳米电子设备的构建模块。”Kauppinen教授说。

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