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膳食纤维可有效净化碳纳米管

发布时间:2019/11/11 新闻 浏览次数:46

 

多余的金属SWCNT沉积在溶液的底部,而所需的半导体SWCNT则漂浮在顶部。信用:Haruka Omachi一种新的,便宜的方法可以轻松有效地分离两种类型的碳纳米管。日本名古屋大学研究人员开发的这种工艺可以扩大规模,以生产可用于高性能电子设备的纯化批料的单壁碳纳米管。研究结果发表在《应用物理快报》上。

单壁碳纳米管(SWCNT)具有出色的电子和机械性能,使其成为广泛用于包括LCD显示器中的薄膜晶体管在内的各种电子设备的理想选择。问题在于,只有三分之二的制造出的SWCNT适用于电子设备。有用的半导体SWCNT必须与不需要的金属SWCNT分开。但是,最有效的纯化方法称为水相两相萃取,目前涉及使用称为dextran的昂贵多糖。

名古屋大学的有机化学家Haruka Omachi及其同事推测,右旋糖酐从金属SWCNT中分离半导体的有效性在于其葡萄糖单元之间的连接。该团队没有使用右旋糖酐来分离两种类型的SWCNT,而是尝试了便宜得多的异麦芽糖右旋糖酐,它具有更多的此类联系。

将一批SWCNT在包含聚乙二醇和异麦芽糖糊精的溶液中放置15分钟,然后离心5分钟。尝试了三种不同类型的异麦芽糖糊精,每种具有不同的键数和不同的分子量。该小组发现,金属SWCNT分离到溶液的底部异麦芽糊精部分,而半导体SWCNT漂浮到顶部的聚乙二醇部分。

具有高分子量和最多键的异麦芽糖糊精类型在分离两种类型的SWCNT方面最有效(99%)。研究小组还发现,另一种称为支链淀粉的多糖,其葡萄糖单元通过不同类型的连接连接,对分离两种类型的SWCNT无效。研究人员认为,异麦芽糖糊精中存在的键的数量和类型在有效分离碳纳米管的能力中起着重要作用。

该团队还发现,用其纯化的半导体SWCNT制成的薄膜晶体管的性能非常好。

异麦芽糖糊精是一种廉价且广泛使用的由淀粉制成的多糖,可用作膳食纤维。这使其成为SWCNT提取过程的经济高效的替代方案。 Omachi和他的同事目前正在与公司讨论将其方法商业化。他们还致力于在柔性显示器和传感器设备中使用半导体SWCNT改善薄膜晶体管的性能。

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