碳纳米管左右螺旋镜像体的高纯度别离 展开

  现在的碳纳米管成长技能还没办法完成碳纳米管左右螺旋镜像体的选择性成长，因而。碳纳米管的结构别离首要可大致分为金属/半导体别离、单一手性别离、和镜像体别离。比照广泛研讨的金属/半导体别离和单一手性别离，镜像体别离是碳纳米管结构别离的终极目标，要求更精细的别离技能，可以一起辨认碳纳米管的手性和螺旋性。这导致了碳纳米管镜像体的最高别离纯度（小于90%）远低于金属/半导体和单一手性的别离纯度，约束了碳纳米管镜像体的物性探究与功用使用。因而，怎么有用别离制备出高纯度的碳纳米管镜像体资料一直是碳资料研讨范畴的前沿热点问题，一起也是一项赋有挑战性的研讨课题。

  中国科学院物理研讨所/北京凝聚态物理研讨中心先进资料与结构剖析要点实验室A05组魏小均副研讨员、刘华平研讨员长时间致力于碳纳米管的结构别离、表征与使用【Adv. Sci. 2022, 9, 2200054】。近年来，该团队展开了高精度凝胶色谱别离技能，完成了不一样的品种单一手性碳纳米管的高纯度宏量别离【Sci. Adv. 2021, 7, eabe0084; Nat. Commun. 2023, 14, 2491; Carbon 2023, 207, 129】，为碳纳米管的产业化别离制备奠定了重要技能根底。

  图1：（6,5）和（5,6）碳纳米管镜像体的长度别离与表征。（a）根据长凝胶柱的碳纳米管长度别离示意图。（b）流出（6,5）和（5,6）碳纳米管溶液在570 nm处的色谱图。（c,d）（6,5）和（5,6）碳纳米管长度别离后F1和F6溶液的AFM图和对应的长度散布。（e）长度别离后（6,5）和（5,6）碳纳米管的均匀长度。

  最近，该团队在展开碳纳米管长度别离的根底上，系统研讨了不同长度碳纳米管镜像体和凝胶之间的彼此作用力，并发现了凝胶色谱法对长碳纳米管具有更高的镜像体选择性。根据此发现，提出了一种通过操控碳纳米管长度来完成高纯度镜像体别离的战略。此外，为了减小碳纳米管原资料在涣散过程中的剪短效应，采用了一种更温文的脉冲式超声形式来制备低缺点长碳纳米管涣散液。终究从该涣散液中成功别离出了单一手性（6,5）碳纳米管左右螺旋镜像体，其镜像体纯度高达98%。现在的别离纯度显着高于过往一切的报导 ，达到了迄今为止的顶配水平。别离得到的碳纳米管镜像体在圆二色光谱中展示出了完美的对称性，为往后碳纳米管镜像体的标准化表征与点评奠定了重要根底。一起，高纯度碳纳米管镜像体的成功别离制备也将开辟出一系列其性质研讨与功用使用的新机遇。

  图2：（6,5）和（5,6）镜像体长度别离后吸收光谱和圆二色光谱表征。（a,b）（6,5）和（5,6）碳纳米管长度别离后F1-F6溶液的吸收光谱。插图：F1-F6溶液在572 nm处的吸光度。（c,d）（6,5）和（5,6）碳纳米管长度别离后F1-F6溶液的圆二色光谱。插图：F1-F6溶液在572 nm处的圆二色强度。

  图3：长度别离后（6,5）和（5,6）镜像体圆二色光谱强度和长度联系表征。（6,5）和（5,6）碳纳米管长度别离后F1-F6 溶液的E22吸光度归一化后的圆二色光谱。（c,d）（6,5）和（5,6）碳纳米管长度别离后F1-F6溶液的E22吸光度归一化后的圆二色光谱强度（CDnorm）和碳 纳米管长度的联系。

  图4：从低缺点长碳纳米管涣散液中别离得到的高纯度（6,5）和（5,6）光谱表征及镜像体纯度点评。(a)-(c)从长碳纳米管涣散液中别离得到的（6,5）和（5,6）碳纳米管吸收、荧光、和圆二色光谱。（d）不同办法别离的（6,5）和（5,6）碳纳米管的镜像体纯度比较。

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