今天小編為大家分享的是關于具有不同直徑和側壁結構的碳納米管出現了的文章，一起來看看吧。

? 過去的60多年里，化學家們一直努力嘗試合成碳納米帶。名古屋大學的一個小組報道了在科學領域中碳納米管的首次有機合成。碳納米材料有望成為構建碳納米管的有用模板，開辟納米碳科學新領域。

名古屋大學JST-ERATO伊萬分子納米碳工程研究所和生物分子轉化研究所（ITbM）開發(fā)出直徑為0.83納米（nm）的新納米帶。自二十世紀五十年代以來，世界各地的科學家一直在努力合成碳納米帶，而且伊藤仁一郎教授的團隊已經從事了12年的合成工作。

曾參與了7年半合成工作也是這項研究的領導人之一的瀨川說：“沒有人知道它的有機合成是否能成功，但是，我對這個美麗的分子的合成有了深思?！?/p>

碳納米帶是由6個碳原子構成的芳環(huán)稠合苯環(huán)構成的帶狀分子。碳納米帶是碳納米管的一部分，由于其獨特的物理特性，它們在電子和光子學中具有各種應用。

當前的合成方法只能生產出不均勻直徑和側壁結構的碳納米管，這改變了它們的電和光學性質。這使得分離和純化具有特定直徑，長度和側壁結構的單個碳納米管非常困難。因此，能夠精確控制結構均勻的碳納米管的合成將有助于開發(fā)新型和高功能材料。

碳納米帶已被確定為是建立均勻結構的碳納米管的一種方式。然而，由于其非常高的應變能，合成碳納米帶是極具挑戰(zhàn)性的。這是因為苯在平面狀態(tài)時是穩(wěn)定的，但是當它們融合扭曲成環(huán)時會變得不穩(wěn)定。

為了克服這個問題，JST-ERATO項目的博士后研究員Guillaume Povie，JST-ERATO項目的組長YasutomoSegawa和JST-ERATO項目主管和ITbM中心主任KenamiiroItami已成功地從易于獲得的前體—對二甲苯（在1,4-（對 - 位）中具有兩個甲基的苯分子）的11個步驟中首次成功合成了碳納米帶。

這一成功的關鍵是其基于來自大環(huán)化合物前體中的帶形形成具有相對低的環(huán)張力的合成策略。在他們的策略中，該團隊在10個步驟中用對二甲苯制備了大環(huán)前體，并通過偶聯反應形成了帶狀芳族化合物。 鎳對于調節(jié)耦合過程至關重要。

“這項研究最困難的部分是這個鍵偶聯反應的大環(huán)化合物的前體，”Povie說。“每天的反應都不順利，我花了三到四個月的時間測試在不同條件下的反應。我一直相信有志者事竟成?！?/p>

      2015年，伊丹在其ERATO項目中推出了一項新舉措，特別關注碳納米管的合成。 在所謂的“腰帶節(jié)”中，提出了碳納米管的各種新的合成路線，10多名研究人員參與了該項目。 2016年9月28日，該節(jié)開始后的整整一年，碳納米管結構終于在伊藤集團成員面前被X光晶體學所揭示。 在X射線分析期間，每個人都盯著屏幕呼吸，當碳納米管的圓柱形狀圖像出現在屏幕上時，大家都歡呼雀躍。伊丹，Segawa和Povie用擊掌來表達他們的歡樂。

“這是我一生中最激動人心的時刻之一，我永遠不會忘記它，”伊丹說。 “因為這是長達十年的研究結果，我非常感謝所有團隊成員支持和鼓勵，感謝所有成員的專業(yè)技能，堅韌，信念和堅強意志，我們取得了成功?！?/p>

合成碳納米帶是一種紅色固體，表現出深紅色熒光。 通過X射線晶體學分析顯示，碳納米管具有與碳納米管相同的圓柱形形狀。研究人員還通過紫外 - 可見吸收熒光和拉曼光譜研究以及理論計算來測量其光吸收和發(fā)射，電導率和結構剛度。

      Povie說：“實際上，合成部分去年8月份就已完成，但是無法確定碳納米管的X射線結構，當我看到X射線結構時，我真的很高興。”

碳納米管將在未來投放到市場上。 Segawa和Itami說：“我們期待與來自世界各地的研究人員一起發(fā)現碳納米管帶的新特性和功能。