單壁碳納米管是典型的一維納米碳材料，獨特的管狀結構和優異的物理化學性能使其在納電子學、複合材料和化學生物傳感等諸多領域具有廣闊的應用前景。單壁碳納米管的結構控制制備是對其性能研究和規模化應用的前提。碳納米管結構的多樣性（不同的直徑、取向、長度、導電屬性及手性）使得控制制備面臨着巨大的挑戰，尤以導電屬性控制和手性控制最為困難。

beat365的張錦教授課題組長期緻力于單壁碳納米管的結構控制制備方法研究，近期在碳納米管結構的選擇性制備方面取得了重要進展。碳納米管和石墨烯具有相似的苯環共轭結構，理論計算表明不同手性的碳納米管和石墨基底間具有各向異性的相互作用。以此，課題組成員發展了以石墨烯作為新型生長基底的碳納米管制備方法，實現了碳納米管的手性選擇性定向生長。此外，巧妙利用沿鋸齒型方向的石墨刻痕為參考，進一步發展了單壁碳納米管手性結構的表征方法，完成了基底表面碳納米管旋光性和手性指數的批量化表征。部分結果發表在

Nat. Commun.

, 4(2013), 2205上。

 

 

Nat. Commun.

, 4(2013), 2205.

 

 

碳納米管依據導電屬性的不同可分為金屬型和半導體型兩類。課題組成員借鑒表面活性劑去污的原理，實現了金屬型碳納米管的選擇性去除，從而制備得到了高密度半導體型碳納米管陣列（

Small

, 9(2013), 1306）。選取SDS作為表面活性劑分子，其與金屬型碳納米管具有較強的相互作用力，在超聲輔助處理後易于脫離基底表面。微區共振拉曼光譜和場效應器件的轉移特性均表明陣列中半導體型碳納米管的比例高達90%。

 

課題組的合作者包括劉忠範院士（beat365）、彭練矛教授（beat365）和丁峰教授（香港理工大學）等，并得到了科技部及國家自然科學基金委的鼎力資助。

 

 

Small

, 9(2013), 1306.