清華大學科研團隊成功制備出世界最長碳納米管

爬上“梯子”摘星星，坐著“電梯”去月亮，這些科幻的場景，將有可能成為現實。近日，在北京市科委支持下，清華大學魏飛教授團隊成功制備出單根長度達半米以上的碳納米管，創造了新世界紀錄，這也是目前所有一維納米材料長度的最高值。相關內容近日在線發表在國際著名期刊《美國化學會納米》上。

　　碳納米管是迄今發現的力學性能最好的材料之一，其單位質量上的拉伸強度是鋼鐵的276倍，遠遠超過其他材料。《科學美國人》雜志曾提出“在地球與月亮之間搭建一座天梯”的誘人夢想，但跨越如此長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，具有宏觀長度、理論力學性質、單根長度達到米級甚至公里級以上。

　　對于碳納米管的生長而言，其高溫生長過程中催化劑的失活是一個不可逆的規律，從而限制了碳納米管的長度；并且，隨著催化劑失活，長的碳納米管密度會急劇下降。因此，盡可能地提高其催化劑活性概率是進一步提高碳納米管長度的唯一途徑。該團隊充分發揮材料制備和化工技術學科交叉的優勢，在制造設備、制備工藝方面進行大量改進和創新，首次將生長每毫米長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構、優異的力學性能和宏觀的長度，目前我們正在從事1米以上碳納米管的制備，下一步希望能夠制備出公里級以上長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。”