碳納米管重量輕，結構方便，具有巨大的機械強度，優異的導熱性和導電性以及穩定性等特征，這使CNT領先于其他材料替代品。但是，為了滿足其不斷增長的工業需求，必須不斷擴大其生產規模，這是使用CNT的主要挑戰。
盡管科學家們能夠生長大約50厘米長的單個碳納米管，但是當他們嘗試陣列時，它們卻撞到2厘米左右的天花板。這是因為對于碳納米管森林中生長至關重要的催化劑，在繼續生長之前就失活/或耗盡，這增加了CNT生產的成本，并威脅到其工業用途的上限。
現在來自日本的一組科學家制定了一項突破性的策略。該團隊提出了一種新穎方法，該方法可以產生創紀錄長度的CNT森林：比以前的最大值大14厘米，相當于7倍。早稻田大學副教授領導該小組，他解釋說：“在常規技術中，由于催化劑的結構逐漸變化，碳納米管會停止生長，因此我們專注于開發抑制這種結構變化的新技術。使CNT可以生長更長的時間。”
該團隊根據之前的研究發現，創造了催化劑。他們將coated（Gd）層涂覆在硅（Si）襯底上的常規鐵鋁氧化物（Fe / Al 2 O x）催化劑中。該Gd層在一定程度上防止了催化劑的劣化，使森林長到大約5厘米長。
為了進一步防止催化劑變質，研究小組將催化劑放在其原始腔室中，該腔室稱為冷氣化學氣相沉積（CVD）室。他們在那里將其加熱到750°C，并向其提供少量（百萬分之幾）的室溫鐵和鋁蒸氣。
這使催化劑保持了26小時的強度，在這段時間內，茂密的CNT森林可以長到14厘米。各種表征生長的CNT的分析表明，它們具有很高的純度和競爭力。
這項成就不僅克服了碳納米管在工業上廣泛應用的障礙，而且為納米科學研究打開了大門。研究人員說：“這種簡單但新穎的方法通過提供ppm級的蒸氣源來大大延長催化劑的壽命，對于石油化學和納米材料晶體生長等其他領域的催化劑工程具有深刻的見解。”
文章來源：紅眼兔
原標題：《【復材資訊】重大突破！科學家使用新技術產生創紀錄長度的碳納米管森林》
