莫尔比见面：碳纳米管自组装成复杂结构，用于材料研究

时间：2022-01-22 08:52:10 来源：

碳双层的晶体结构。紫色外层和蓝色内层各自具有相似的碳原子排列，但彼此之间仅旋转了几度。

材料的行为取决于许多因素，不仅包括材料的组成，还包括其分子部分的排列。研究人员第一次发现了一种诱使碳纳米管产生波纹图案的方法。这样的结构可用于材料研究，特别是在超导材料领域。

东京大学化学系的Isobe Hiroyuki Isobe教授及其团队创建了主要由碳构成的纳米材料结构。他们的目的是探索创建碳纳米结构的新方法，并为它们找到有用的应用。他们实验室的最新突破是一种新型的碳纳米管，它具有非常特殊的原子排列方式，在纳米材料领域引起了极大的关注。

Isobe说：“我们成功地创建了自组装成复杂结构的各种原子厚的碳纳米管。”这些纳米管由六边形排列的卷起的碳原子片制成。我们制作了适合它们的宽幅和窄幅。这意味着所得的复杂管结构具有双层壁。这些层的六边形图案是偏移的，以使这两层共同形成所谓的莫尔图案。这对材料研究人员来说意义重大。

当重复的图案重叠并旋转时，它们会产生这些令人着迷的布置，称为莫尔图案。在此，六角形网格沿任一方向旋转。

您可能会在日常生活中看到波纹图案。当重复的图案彼此重叠时，就会出现新的合成图案。如果您随后移动其中一个图层，或者相对于图层移动，则生成的图案将略有变化。例如，如果您通过网状帘幕看纱窗，或者将两个筛网放在一起。对于团队的莫尔图案，它们是在一个碳原子的六边形网格相对于另一个相似的六边形网格稍微旋转的情况下制作的。

这些图案不仅用于展示，还可以使材料具有功能特性。可能特别受益于此处创建的特性的两个领域是合成化学，因为莫尔碳双层管可能是具有挑战性但分子自组装的诱人目标，而超导材料则可能导致电气设备的一代飞跃，这要求耗电量更少，并且比当前设备的功能要强大得多。

参考：《自然通讯》，2021年3月10日，松野大介，大友雄太郎，真木真也和矶部裕之，《卷起不相称的碳双层的自发组装中的立体选择性》，DOI：
10.1038 / s41467-021-21889-8

这项研究得到了JST ERATO（JPMJER1301），KAKENHI（19H05376、20H05672、20K15239）和旭硝子基金会的部分支持。

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