膳食纖維可有效凈化碳納米管

一種更便宜的新方法可以輕松有效地分離兩種類型的碳納米管。日本名古屋大學(xué)研究人員開發(fā)的這種工藝可以擴(kuò)大規(guī)模，以生產(chǎn)可用于高性能電子設(shè)備的純化批料的單壁碳納米管。研究結(jié)果發(fā)表在《應(yīng)用物理快報(bào)》上。

單壁碳納米管(SWCNT)具有出色的電子和機(jī)械性能，使其成為在各種電子設(shè)備(包括LCD顯示器中的薄膜晶體管)中使用的理想選擇。問題在于，只有三分之二的制造出的SWCNT適用于電子設(shè)備。有用的半導(dǎo)體SWCNT必須與不需要的金屬SWCNT分開。但是，最有效的純化方法稱為水相兩相萃取，目前涉及使用稱為dextran的昂貴多糖。

名古屋大學(xué)的有機(jī)化學(xué)家Haruka Omachi及其同事推測，右旋糖酐從金屬SWCNT中分離半導(dǎo)體的有效性在于其葡萄糖單元之間的連接。該團(tuán)隊(duì)沒有使用右旋糖酐來分離兩種類型的SWCNT，而是嘗試了便宜得多的異麥芽糖右旋糖酐，它具有更多的此類聯(lián)系。

將一批SWCNT在包含聚乙二醇和異麥芽糖糊精的溶液中放置15分鐘，然后離心5分鐘。嘗試了三種不同類型的異麥芽糖糊精，每種具有不同的鍵數(shù)和不同的分子量。該小組發(fā)現(xiàn)，金屬SWCNT分離到溶液的底部異麥芽糊精部分，而半導(dǎo)體SWCNT漂浮到頂部的聚乙二醇部分。

具有高分子量和最多鍵的異麥芽糖糊精類型在分離兩種類型的SWCNT方面最有效(99%)。研究小組還發(fā)現(xiàn)，另一種稱為支鏈淀粉的多糖，其葡萄糖單元通過不同類型的連接連接，對分離兩種類型的SWCNT無效。研究人員認(rèn)為，異麥芽糖糊精中存在的鍵的數(shù)量和類型在有效分離碳納米管的能力中起著重要作用。

該團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)，用其純化的半導(dǎo)體SWCNT制成的薄膜晶體管的性能非常好。

異麥芽糖糊精是一種廉價(jià)且廣泛使用的由淀粉制成的多糖，可用作膳食纖維。這使其成為SWCNT提取過程的經(jīng)濟(jì)高效的替代方案。Omachi和他的同事目前正在與公司討論將其方法商業(yè)化。他們還致力于在柔性顯示器和傳感器設(shè)備中使用半導(dǎo)體SWCNT 改善薄膜晶體管的性能。