中国粉体网讯 2024碳纳米管有哪些研究成果？
清华大学范守善院士团队Carbon：全新碳纳米管复合材料，并实现大面积制备！
清华大学纳米中心研究团队成功开发了一种基于碳纳米管的超强吸收率复合涂层，该涂层技术克服了以往吸收体在极端环境下性能衰减和易破损等问题，实现了在高低温、水流冲击、反复机械划擦以及长期户外暴露等恶劣条件下仍能保持超过99.9%的吸收效率，为能源收集、隐身技术、太空探索等高技术领域带来了新的解决方案。
金属碳纳米管，新突破！
劳伦斯利弗莫尔国家实验室的研究人员测量了通过亚1纳米金属和半导体碳纳米管孔内孔的传输。发现与半导体纳米管相比，金属纳米管中的水和质子传输得到增强，而离子传输对纳米管带隙值基本不敏感。使用可极化力场的分子模拟突出了碳纳米管的各向异性极化率张量对离子-纳米管相互作用和水摩擦系数的贡献。研究人员还使用深度神经网络分子动力学模拟描述了金属纳米管中质子传输增强的起源。这些结果强调了纳米流体通道的电子特性在极端纳米级限制下调节传输的复杂作用。
碳纳米管！Nature Communications
上海交通大学史志文课题组报道了低维材料范德华（vdW）堆叠封装引起的碳纳米管（CNTs）的结构塌缩，并使碳纳米管发生从金属性到半导体性的转变。
史志文团队研究发现，通过简单地将二维六方氮化硼（hBN）材料堆叠覆盖在碳纳米管之上，就可以在碳纳米管上产生高达10GPa的局域高压，并使得被覆盖的碳纳米管发生结构塌缩。进一步研究还发现，结构塌缩可以使金属性碳纳米管转变为半导体性碳纳米管。这一研究成果不仅给出了一种新颖而又便捷的产生局域高压（GPa量级）的方法，同时制备得到的半导体性塌缩碳管为纳米电子学和纳米光子学研究领域提供了一种新材料。
超长碳纳米管制备又一重大突破！
清华大学化工系张如范副教授课题组报道了浮游双金属催化剂可控制备超长碳纳米管的新方法，实现了30厘米长碳纳米管水平阵列产率和均匀性的显著提升。
利用浮游双金属催化剂实现超长碳纳米管水平阵列的高产率和高均匀性制备
清华大学在多功能碳纳米管纤维方面取得突破性成果
清华大学张如范教授在多功能碳纳米管纤维方面取得突破，将硅烷功能化的碳纳米点（SiCDs）、二氧化硅光子晶体（SiPCs）和碳纳米管纤维（CNTFs）相结合，实现了碳纳米管纤维的结构致色和光致发光，制备出了具有紫外线探测功能的彩色碳纳米管纤维。
SiCDs@SiPCs-CNTFs的制备过程示意图
北大成功开发超强碳纳米管纤维，可用作轻质高性能结构和防护材料
北京大学化学与分子工程学院/材料科学与工程学院/北京石墨烯研究院张锦院士和团队，制备出一种动态强度高达14GPa的碳纳米管纤维，远远超过已有高性能纤维的性能。
评审专家表示本工作中碳纳米管纤维的动态强度首次突破10GPa，这是一个前所未有的结果，对于纤维领域尤其是碳纳米管纤维领域具有重要意义。
我国研制出世界首个碳纳米管张量处理器芯片：高性能、高能效
北京大学电子学院碳基电子学研究中心彭练矛-张志勇团队，在下一代芯片技术领域取得重大突破，成功研发出世界首个基于碳纳米管的张量处理器芯片（TPU）。
研究团队通过优化碳纳米管制造工艺，获得了纯度高达99.9999%的半导体材料和超洁净表面，从而制造出具有高电流密度和均匀性的晶体管。模拟结果显示，采用180纳米工艺节点的8位碳纳米管TPU有望达到850MHz的主频和每瓦1万亿次运算的能效水平。
这一成果标志着碳纳米管技术在芯片领域取得重大进展，有望满足人工智能时代对高性能、高能效芯片的需求。
碳纳米管“扭一扭”，登上Nature Nanotechnology
日本信州大学Katsumi Kaneko教授课题组通过实验证明了扭曲SWCNT绳在机械能存储上的显著潜力。实验表明，使用热塑性聚氨酯（TPU）改性的扭曲SWCNT绳能安全且可逆地存储大量机械能，展现出高达2.1±0.07MJkg-1的能量密度和1.85±0.43MWkg-1的功率密度。这些绳索的机械能存储性能在广泛的温度范围内稳定，与电化学存储介质相比具有更宽的适用温度范围和更高的安全性。此外，经过预处理的扭曲SWCNT绳显示出高效的能量回收能力和循环稳定性，即使在100次循环之后，能量恢复比几乎保持不变。这项研究强调了SWCNT作为未来能量存储介质的巨大潜力。
扭曲的SWCNT绳和其他可行的能量载体的性能
单壁碳纳米管在高比能SiO负极中的应用
加拿大戴尔豪斯大学JeffDahn团队研究单壁碳纳米管（SWCNTs）和多壁碳纳米管（MWCNTs）在Si基负极中的应用，对比了不同添加比例及Si/石墨复合配比对电极性能的影响，作者发现利用SWCNTs和活性物质离子的交联复合可以有效提升电极稳定性，这也降低了对新型粘结剂开发的依赖。本工作对实用型Si基负极的开发具有重要意义。
信息来源：中国复合材料协会、高分子科学前沿、上海交大、清华大学等。
（中国粉体网编辑整理/黑金）
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