我國成功制備出世界最長(zhǎng)碳納米管

爬上“梯子”摘星星，坐著“電梯”去月亮，這些科幻的場(chǎng)景，將有可能成為現(xiàn)實(shí)。近日，在北京市科委支持下，清華大學(xué)魏飛教授團(tuán)隊(duì)成功制備出單根長(zhǎng)度達(dá)半米以上的碳納米管，創(chuàng)造了新世界紀(jì)錄，這也是目前所有一維納米材料長(zhǎng)度的最高值。相關(guān)內(nèi)容近日在線發(fā)表在國際著名期刊《美國化學(xué)會(huì)納米》上。

碳納米管是迄今發(fā)現(xiàn)的力學(xué)性能最好的材料之一，其單位質(zhì)量上的拉伸強(qiáng)度是鋼鐵的276倍，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他材料?！犊茖W(xué)美國人》雜志曾提出“在地球與月亮之間搭建一座天梯”的誘人夢(mèng)想，但跨越如此長(zhǎng)的距離而不被自身重量拉斷的材料，只有碳納米管，并且是批量制備，具有宏觀長(zhǎng)度、理論力學(xué)性質(zhì)、單根長(zhǎng)度達(dá)到米級(jí)甚至公里級(jí)以上。

對(duì)于碳納米管的生長(zhǎng)而言，其高溫生長(zhǎng)過程中催化劑的失活是一個(gè)不可逆的規(guī)律，從而限制了碳納米管的長(zhǎng)度;并且，隨著催化劑失活，長(zhǎng)的碳納米管密度會(huì)急劇下降。因此，盡可能地提高其催化劑活性概率是進(jìn)一步提高碳納米管長(zhǎng)度的唯一途徑。該團(tuán)隊(duì)充分發(fā)揮材料制備和化工技術(shù)學(xué)科交叉的優(yōu)勢(shì)，在制造設(shè)備、制備工藝方面進(jìn)行大量改進(jìn)和創(chuàng)新，首次將生長(zhǎng)每毫米長(zhǎng)度碳納米管的催化劑活性概率提高到99.5%以上，最終成功制備出單根長(zhǎng)度超過半米的碳納米管。

魏飛稱:“我們制備的碳納米管具有完美的結(jié)構(gòu)、優(yōu)異的力學(xué)性能和宏觀的長(zhǎng)度，目前我們正在從事1 m以上碳納米管的制備，下一步希望能夠制備出公里級(jí)以上長(zhǎng)度并具有宏觀密度的碳納米管。這些工作將為太空＇天梯＇的制備開啟一線曙光?！?/p>