碳納米管重量輕，結(jié)構(gòu)方便，具有巨大的機(jī)械強(qiáng)度，優(yōu)異的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性以及穩(wěn)定性等特征，這使CNT領(lǐng)先于其他材料替代品。但是，為了滿足其不斷增長(zhǎng)的工業(yè)需求，必須不斷擴(kuò)大其生產(chǎn)規(guī)模，這是使用CNT的主要挑戰(zhàn)。
盡管科學(xué)家們能夠生長(zhǎng)大約50厘米長(zhǎng)的單個(gè)碳納米管，但是當(dāng)他們嘗試陣列時(shí)，它們卻撞到2厘米左右的天花板。這是因?yàn)閷?duì)于碳納米管森林中生長(zhǎng)至關(guān)重要的催化劑，在繼續(xù)生長(zhǎng)之前就失活/或耗盡，這增加了CNT生產(chǎn)的成本，并威脅到其工業(yè)用途的上限。
現(xiàn)在來(lái)自日本的一組科學(xué)家制定了一項(xiàng)突破性的策略。該團(tuán)隊(duì)提出了一種新穎方法，該方法可以產(chǎn)生創(chuàng)紀(jì)錄長(zhǎng)度的CNT森林：比以前的最大值大14厘米，相當(dāng)于7倍。早稻田大學(xué)副教授領(lǐng)導(dǎo)該小組，他解釋說(shuō)：“在常規(guī)技術(shù)中，由于催化劑的結(jié)構(gòu)逐漸變化，碳納米管會(huì)停止生長(zhǎng)，因此我們專(zhuān)注于開(kāi)發(fā)抑制這種結(jié)構(gòu)變化的新技術(shù)。使CNT可以生長(zhǎng)更長(zhǎng)的時(shí)間。”
該團(tuán)隊(duì)根據(jù)之前的研究發(fā)現(xiàn)，創(chuàng)造了催化劑。他們將coated（Gd）層涂覆在硅（Si）襯底上的常規(guī)鐵鋁氧化物（Fe / Al 2 O x）催化劑中。該Gd層在一定程度上防止了催化劑的劣化，使森林長(zhǎng)到大約5厘米長(zhǎng)。
為了進(jìn)一步防止催化劑變質(zhì)，研究小組將催化劑放在其原始腔室中，該腔室稱(chēng)為冷氣化學(xué)氣相沉積（CVD）室。他們?cè)谀抢飳⑵浼訜岬?50°C，并向其提供少量（百萬(wàn)分之幾）的室溫鐵和鋁蒸氣。
這使催化劑保持了26小時(shí)的強(qiáng)度，在這段時(shí)間內(nèi)，茂密的CNT森林可以長(zhǎng)到14厘米。各種表征生長(zhǎng)的CNT的分析表明，它們具有很高的純度和競(jìng)爭(zhēng)力。
這項(xiàng)成就不僅克服了碳納米管在工業(yè)上廣泛應(yīng)用的障礙，而且為納米科學(xué)研究打開(kāi)了大門(mén)。研究人員說(shuō)：“這種簡(jiǎn)單但新穎的方法通過(guò)提供ppm級(jí)的蒸氣源來(lái)大大延長(zhǎng)催化劑的壽命，對(duì)于石油化學(xué)和納米材料晶體生長(zhǎng)等其他領(lǐng)域的催化劑工程具有深刻的見(jiàn)解。”
文章來(lái)源：紅眼兔
原標(biāo)題：《【復(fù)材資訊】重大突破！科學(xué)家使用新技術(shù)產(chǎn)生創(chuàng)紀(jì)錄長(zhǎng)度的碳納米管森林》
