嵌套纳米管以创建一维范德华力异质结构

 
一维vdW异质结构概述。科学(2020)。 DOI：10.1126 / science.aaz2570一个国际研究人员小组发现了一种通过嵌套纳米管来创建一维异质结构的新方法。在发表在《科学》杂志上的论文中，研究小组描述了它们如何嵌套纳米管以及能够创建的形状。德雷克塞尔大学和莱斯大学的Yury Gogotsi和Boris Yakobson发表了《观点》文章，介绍了该团队在同一期刊上所做的工作。
在先前的研究工作中，科学家们开发了通过晶体二维材料(例如石墨烯)组装异质结构的方法，通常是先制作薄膜，然后将它们放在一起，或者将它们分层生长。在这项新的工作中，研究人员通过创建相同类型异质结构的一维类似物，使这一工作更进一步。
研究人员创建的异质结构是通过使用化学气相沉积法将氮化硼或二硫化钼壳添加到单壁碳纳米管上而制成的，但研究小组通过创建无缝且形状呈椭圆形的外壳改进了先前的尝试一个圆柱体。他们还表明，可以交替使用这些层，以生产由范德华力保持在一起的多个不同大小的圆柱体(一个在另一个内)。 Gogotsi和Yakobson建议，研究小组开发的技术可能会开辟一类全新的一维异质结构，并指出可以使用多种过渡金属来创建不同类型的异质结构。他们甚至暗示，这种异质结构可能导致纳米器件甚至纳米机器的发展。
通过使用表面到表面的模板，研究人员展示了在不使用催化剂的情况下一维管状晶体的生长，这一思想也可以应用于二维应用，并开辟了新的研究领域。 Gogotsi和Yakobson还指出，曲率的使用会在添加原子时将应变能引入到原子中，这是减少纳米级薄管生长的一个因素。该管的另一个积极特性是，嵌套可提高抗氧化性和耐化学性，并且由于用于形成异质结构的所有材料早已用作固体润滑剂，因此嵌套的一维异质结构可用于制造具有超润滑性的产品。