一一成果2014年2月发表于权威期刊《自然一通讯》 PPT6北大破解碳纳米管制备难题 单壁碳纳米管可看作是由石墨烯沿一定方向卷曲而成的空心圆柱体，根据卷曲方式（通 常称为“手性”)的不同（注：手性一词指一个物体与其镜像不重合。如我们的双手，左手 与互成镜像的右手不重合。)，可以是金属性导体或带隙不同的半导体（注：带隙亦称为能 隙(Bandgap energy gap)或译作能带隙，在固态物理学中泛指半导体或是绝缘体的价带 (valence band)顶端至传导带(conduction band)底端的能量差距。) 这是碳纳米管的一个独特而优异的性质，但也为碳纳米管的制备带来了巨大的挑战，用 ·般方法合成的样品均为不同结构的碳纳米管组成的混合物，单一手性单壁碳纳米管的选择 性生长成为一个难题，经过国际上20余年的努力仍悬而未决，这已经成为碳纳米管研究和 应用发展的瓶颈。 PPT7 李彦教授课题组基于对碳纳米管生长催化剂性能的深入了解，他们提出了一种利用具有 固定结构的催化剂来调控生成的单壁碳纳米管结构的方案。他们发展了一类钨基合金催化 剂，这种催化剂纳米粒子具有非常高的熔点，能够在单壁碳纳米管生长的高温环境下保持其 晶态结构和形貌。同时，这类催化剂本身具有独特的结构。利用这种钨基合金纳米晶为催化 剂，就能够生长出具有特定结构的单壁碳纳米管。 PPT8华东理工在高强度碳纳米管纤维方面获重大进展 自1991年被发现以来，碳纳米管一直被公认为所能制造出来的最强、最刚、最韧的分 子。不过，要想更好地实现碳纳米管的优良性能和诸多实际应用，必须将碳纳米管组装成宏 观材料，例如纤维。如何连续制备碳纳米管纤维，并保持单根碳纳米管的优良性能，成为科 学界和产业界追求的目标。 PPT9 针对上述问题，王健农教授课题组创新性地利用浮动化学气相沉积法连续制备出碳纳米 管宏观筒状物，并在开放大气环境中将筒状物直接过水收缩成纤维，然后采用机械辊压工艺 提高纤维的致密性，成功制备出高强度(3.76-5.53Ga)、高延伸率(8-13%)和高导电率的 碳纳米管纤维材料，其抗拉强度首次达到韧性和导电性大大优于传统高强碳纤维的水平，在 航空航天等高端领域将得到重要应用。 2016年2月，王健农教授又成功制备出高强度(9.6GPa)、高杨氏模量(130GPa)和高延 伸率(8%)的碳纳米管薄膜材料。因其抗拉强度值远远高于所有已发表文献中的强度值。其相 关成果发表在纳米领域国际著名期刊Nano Letters上。 PPT10超长二氧化钛纳米管：高倍率超长循环寿命储能材料 目前，市场上销售的锂离子电池主要以石墨作为负极和LCoO2作为正极，材料本身限——成果 2014 年 2 月发表于权威期刊《自然－通讯》 PPT6 北大破解碳纳米管制备难题 单壁碳纳米管可看作是由石墨烯沿一定方向卷曲而成的空心圆柱体，根据卷曲方式（通 常称为“手性”）的不同（注：手性一词指一个物体与其镜像不重合。如我们的双手，左手 与互成镜像的右手不重合。），可以是金属性导体或带隙不同的半导体（注：带隙亦称为能 隙（Bandgap energy gap）或译作能带隙，在固态物理学中泛指半导体或是绝缘体的价带 （valence band）顶端至传导带（conduction band）底端的能量差距。） 这是碳纳米管的一个独特而优异的性质，但也为碳纳米管的制备带来了巨大的挑战，用 一般方法合成的样品均为不同结构的碳纳米管组成的混合物，单一手性单壁碳纳米管的选择 性生长成为一个难题，经过国际上 20 余年的努力仍悬而未决，这已经成为碳纳米管研究和 应用发展的瓶颈。 PPT7 李彦教授课题组基于对碳纳米管生长催化剂性能的深入了解，他们提出了一种利用具有 固定结构的催化剂来调控生成的单壁碳纳米管结构的方案。他们发展了一类钨基合金催化 剂，这种催化剂纳米粒子具有非常高的熔点，能够在单壁碳纳米管生长的高温环境下保持其 晶态结构和形貌。同时，这类催化剂本身具有独特的结构。利用这种钨基合金纳米晶为催化 剂，就能够生长出具有特定结构的单壁碳纳米管。 PPT8 华东理工在高强度碳纳米管纤维方面获重大进展 自 1991 年被发现以来，碳纳米管一直被公认为所能制造出来的最强、最刚、最韧的分 子。不过，要想更好地实现碳纳米管的优良性能和诸多实际应用，必须将碳纳米管组装成宏 观材料，例如纤维。如何连续制备碳纳米管纤维，并保持单根碳纳米管的优良性能，成为科 学界和产业界追求的目标。 PPT9 针对上述问题，王健农教授课题组创新性地利用浮动化学气相沉积法连续制备出碳纳米 管宏观筒状物，并在开放大气环境中将筒状物直接过水收缩成纤维，然后采用机械辊压工艺 提高纤维的致密性，成功制备出高强度(3.76–5.53 GPa)、高延伸率(8–13%)和高导电率的 碳纳米管纤维材料，其抗拉强度首次达到韧性和导电性大大优于传统高强碳纤维的水平，在 航空航天等高端领域将得到重要应用。 2016 年 2 月，王健农教授又成功制备出高强度(9.6 GPa)、高杨氏模量 (130 GPa)和高延 伸率(8%)的碳纳米管薄膜材料。因其抗拉强度值远远高于所有已发表文献中的强度值。其相 关成果发表在纳米领域国际著名期刊 Nano Letters 上。 PPT10 超长二氧化钛纳米管：高倍率超长循环寿命储能材料 目前，市场上销售的锂离子电池主要以石墨作为负极和 LiCoO2 作为正极，材料本身限