大家一定還記得中學(xué)化學(xué)課上學(xué)到的碳這一奇妙的物質(zhì),它的其中兩種同素異形體,性質(zhì)完全相反:金剛石堪稱自然界的“硬度之王”,而石墨又是各種礦物中軟得不能再軟的一種。近年來(lái)納米技術(shù)的興起又為它帶來(lái)了另一大新奇,這就是碳的另一種同素異形體——碳納米管。
碳納米管是一種納米材料，說(shuō)到納米材料，它就是納米級(jí)結(jié)構(gòu)材料的簡(jiǎn)稱，是指納米顆粒構(gòu)成的固體材料，其中納米顆粒的尺寸在通常情況下不超過(guò)100nm，從廣義上說(shuō)納米材料是指微觀結(jié)構(gòu)至少在一維方向上受納米尺度限制的各種固體超細(xì)材料。
這里總結(jié)了關(guān)于碳納米管的一些小知識(shí)，現(xiàn)在分享給大家：
一、多壁碳納米管是1991年日本NEC科學(xué)家用電弧放電制備C60時(shí)在實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的黑色煙灰中用高分辨率透射電子顯微鏡發(fā)現(xiàn)的。后來(lái)在陽(yáng)極的石墨棒中添加催化劑金屬又制備出了單壁碳納米管；
二、特定催化體系下碳納米管的原子組裝生長(zhǎng)速度非?？?，有報(bào)道稱可以達(dá)到80μm/s；
三、碳納米管根據(jù)活性金屬上析出石墨片的不同手型指數(shù)從而會(huì)組裝出不同卷曲角度的碳納米管，從而區(qū)分為導(dǎo)電性的金屬型碳納米管和不導(dǎo)電的半導(dǎo)體型碳納米管。手性指數(shù)還與碳納米管的生長(zhǎng)速度相關(guān)，手性角越大，生長(zhǎng)速度越快；
四、單一手性指數(shù)的碳納米管是呈現(xiàn)彩色的。我們目前觀測(cè)到的碳納米管之所以是黑色，因?yàn)槠涫呛芏喾N不同手性碳納米管或者不同手性碳管層的混合物，如果將碳納米管進(jìn)行分離成單一手性，那將呈現(xiàn)出絢麗的五彩斑斕；
五、在具有高強(qiáng)度的同時(shí)，更難能可貴的是，碳納米管是柔性的，科學(xué)家們將其制作成柔性可折疊的智能穿戴用品；
六、碳納米管是準(zhǔn)一維的納米材料，具有很高的長(zhǎng)徑比，除了sp2的六元環(huán)主體外，其兩端是有帽子的，冒端的碳碳鍵中存在著sp3雜化形式；
七、結(jié)構(gòu)完美的超長(zhǎng)多壁碳納米管管層之間存在著超潤(rùn)滑現(xiàn)象，其相鄰管層之間可以發(fā)生相互滑動(dòng)或者轉(zhuǎn)動(dòng)，可以用非常小的力抽出無(wú)限長(zhǎng)的碳納米管內(nèi)層；
八、碳納米管的內(nèi)部是有空腔的，中間的空腔根據(jù)應(yīng)用目的是可以被填充的。此外，碳納米管空腔也可以為某些反應(yīng)提供微小的密閉納米尺度空間；
九、生理?xiàng)l件下的碳納米管可以帶正電，因此可以有效地與DNA結(jié)合并將其傳遞進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。科學(xué)家們將表達(dá)β-糖苷酶基因的質(zhì)粒DNA與酰胺化的碳納米管結(jié)合，使得基因在細(xì)胞內(nèi)的表達(dá)效率提高了5-10倍。此外，還可以在碳納米管上修飾有基因靜息功能的siRNA，起到靶向和特異性殺滅癌癥細(xì)胞的作用。
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