爬上“梯子”摘星星,坐著“電梯”去月亮,這些科幻(huàn)的場景(jǐng),將有(yǒu)可能成(chéng)為現實。近日,在北京市科委(wěi)支持下,清華大學魏飛教授(shòu)團隊成功製備出單根長度達半米以上的碳納米管,創造(zào)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(róng)近日(rì)在線發表在國際著名期刊《美(měi)國化(huà)學會納米》上。
碳納米管是迄今發現的力學性能最好的材(cái)料(liào)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(liào)。《科學(xué)美國人》雜誌曾提出“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,隻(zhī)有碳納米管,並且是批量製備,具有宏觀長度、理論力學性質、單根長度達到米級甚至公裏級以上。
對於碳納(nà)米管的生長而言,其高溫生長過程中催化(huà)劑的(de)失活是一個(gè)不可逆的規律,從而限製了碳納米管的(de)長度;並且,隨著催化劑失活,長的碳納米管密度會急劇下降。因此,盡(jìn)可能地提(tí)高其催(cuī)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製備和化工技術學科交叉的優勢,在製造設備、製備工藝方麵進行大量改進和創新,首次將生長每毫米長度碳(tàn)納(nà)米管的催化(huà)劑活(huó)性概率提高到99.5%以上,最終成功製備出(chū)單根長度超過半米的碳納米管。
魏飛稱:“我們製備的碳納米(mǐ)管具有完美的結構、優異的力學性能和宏觀的(de)長度,目前我們(men)正在從事1米以上碳納米管的製備,下一步希望能夠製備出公裏級以上長度並具有(yǒu)宏觀密度的碳納(nà)米管。這些工作將(jiāng)為太空‘天梯’的製備開啟一線曙光(guāng)。”
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