碳纳米管重量轻，结构方便，具有巨大的机械强度，优异的导热性和导电性以及稳定性等特征，这使CNT领先于其他材料替代品。但是，为了满足其不断增长的工业需求，必须不断扩大其生产规模，这是使用CNT的主要挑战。
尽管科学家们能够生长大约50厘米长的单个碳纳米管，但是当他们尝试阵列时，它们却撞到2厘米左右的天花板。这是因为对于碳纳米管森林中生长至关重要的催化剂，在继续生长之前就失活/或耗尽，这增加了CNT生产的成本，并威胁到其工业用途的上限。
现在来自日本的一组科学家制定了一项突破性的策略。该团队提出了一种新颖方法，该方法可以产生创纪录长度的CNT森林：比以前的最大值大14厘米，相当于7倍。早稻田大学副教授领导该小组，他解释说：“在常规技术中，由于催化剂的结构逐渐变化，碳纳米管会停止生长，因此我们专注于开发抑制这种结构变化的新技术。使CNT可以生长更长的时间。”
该团队根据之前的研究发现，创造了催化剂。他们将coated（Gd）层涂覆在硅（Si）衬底上的常规铁铝氧化物（Fe / Al 2 O x）催化剂中。该Gd层在一定程度上防止了催化剂的劣化，使森林长到大约5厘米长。
为了进一步防止催化剂变质，研究小组将催化剂放在其原始腔室中，该腔室称为冷气化学气相沉积（CVD）室。他们在那里将其加热到750°C，并向其提供少量（百万分之几）的室温铁和铝蒸气。
这使催化剂保持了26小时的强度，在这段时间内，茂密的CNT森林可以长到14厘米。各种表征生长的CNT的分析表明，它们具有很高的纯度和竞争力。
这项成就不仅克服了碳纳米管在工业上广泛应用的障碍，而且为纳米科学研究打开了大门。研究人员说：“这种简单但新颖的方法通过提供ppm级的蒸气源来大大延长催化剂的寿命，对于石油化学和纳米材料晶体生长等其他领域的催化剂工程具有深刻的见解。”
文章来源：红眼兔
原标题：《【复材资讯】重大突破！科学家使用新技术产生创纪录长度的碳纳米管森林》
