化學(xué)系王訓(xùn)課題組在《自然·通訊》在線發(fā)表論文
報(bào)道無機(jī)單壁納米管通用的合成方法和規(guī)律
清華新聞網(wǎng)10月30日電 10月29日，清華大學(xué)化學(xué)系王訓(xùn)課題組在《自然·通訊》(Nature Communications)在線發(fā)表題為《無機(jī)單壁納米管的通用合成方法》(General synthesis of inorganic single-walled nanotubes)的研究論文，報(bào)道了無機(jī)單壁納米管的通用合成體系及其生長原理和規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)無機(jī)納米材料的尺寸被限制在亞納米尺度的時(shí)候，可以產(chǎn)生類似高分子的柔性，并因此能夠演化成為單壁納米管。這一成果不僅在相似的體系中合成了四種全新種類的單壁納米管，并有望用于指導(dǎo)其它無機(jī)單壁納米管的合成。該論文由化學(xué)系博士生倪兵、劉慧玲，畢業(yè)生王鵬鵬、何杰共同完成。
納米管生長機(jī)理。
碳單壁納米管早已經(jīng)被廣泛研究和應(yīng)用，然而其它無機(jī)單壁納米管的研究卻沒有較大進(jìn)展，這主要是由于缺乏有效的合成方法。該文章利用水熱的方法合成了硫化銦、氫氧化鈷、磷酸鎳以及磷鎢酸納米管，并通過對生長機(jī)理的研究發(fā)現(xiàn)前驅(qū)物反應(yīng)先形成超細(xì)結(jié)構(gòu)并自發(fā)卷曲成為螺旋結(jié)構(gòu)，隨后螺旋結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成為納米管并作為納米管的生長位點(diǎn)逐漸增長。這四種納米管的合成相似之處體現(xiàn)在均使用了“良溶劑-不良溶劑”的混合溶劑體系，這種方法被王訓(xùn)課題組多次使用在超細(xì)納米結(jié)構(gòu)（sub-1nm）的合成中，被證明十分有效。正是由于超細(xì)結(jié)構(gòu)可以賦予無機(jī)納米材料類似高分子的柔性，才導(dǎo)致了前驅(qū)物在合適的相互作用力下能夠反應(yīng)形成螺旋結(jié)構(gòu)，并引發(fā)納米管的生長。通過對反應(yīng)體系相互作用力強(qiáng)弱的調(diào)控，還可以得到雙壁、多壁納米管等其他結(jié)構(gòu)。
王訓(xùn)課題組一直致力于超細(xì)結(jié)構(gòu)及其組裝等性能的研究（Chem. Soc. Rev. 2013, 42, 5577-5594），他們以往的研究發(fā)現(xiàn)無機(jī)超細(xì)納米線結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)類似高分子的柔性（J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 11115-11124），在這個(gè)尺度上弱相互作用力有可能主導(dǎo)納米線的組裝行為，因而可能實(shí)現(xiàn)高度復(fù)雜的組裝結(jié)構(gòu)（J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 6834-6837）。單壁納米管合成是課題組在超細(xì)納米結(jié)構(gòu)領(lǐng)域長期積累之后所取得的成果。
該研究得到自然科學(xué)基金委、科技部納米重大研究計(jì)劃的經(jīng)費(fèi)支持。
論文鏈接：（http://www.nature.com/ncomms/2015/151029/ncomms9756/pdf/ncomms9756.pdf）
供稿：化學(xué)系 學(xué)生編輯：常 松
