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新方法可提高碳纳米管产量及质量,可用于电子、航天、医疗等多领域

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美国能源部普林斯顿等粒子物理实验室(PPPL)的研究人员提出了一种新的方法,可以促进微观碳纳米管的生产。碳纳米管是一种具有特殊结构的一维量子材料,具有许多异常的力学、电学和化学性能。

研究人员使用被称为电弧的电流来蒸发阳极中的碳原子或其他物质。一旦以气体形式存在,释放的原子可以凝聚成纳米管和其他结构,这些结构可以用来代替计算机芯片中的硅,以提高性能和能效。

在相关研究中,科学家对一种电子元件上的热点(hot spots)的形成提出了一种新颖的解释,这种电子元件通过烧蚀碳来帮助制造纳米管。科学家们先前认为,这些在带正电成分处形成并干扰纳米管生产的黑点,是由于流向带负电成分的电流不稳定造成的,就像闪电从云层流向地面一样。

新的研究表明,这些斑点的形成是由于热量在阳极内部传播的方式,这意味着阳极的特性有助于决定热点的形成方式和时间。热点可以减少从阳极表面蒸发的碳原子的数量,从而减少碳纳米管的生成。对斑点形成的更深入的了解可以帮助我们了解如何减少或消除斑点。

该研究成果发表于《应用物理学杂志》。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

论文链接:

http://dx.doi.org/10.1063/5.0016110


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