中国制出世界最长碳纳米管

本报讯 近日，清华大学成功制备出单根长度半米以上的碳纳米管，这是目前世界最长的单根碳纳米管。

该研究由化工系教授魏飞与清华大学微纳米力学中心副研究员张莹莹合作带领的团队完成。魏飞表示，他们的目标是制备出千米级以上长度的碳纳米管，为太空“天梯”的制造带来一线曙光。

魏飞团队发现，超长碳纳米管在本质上可以当作一种一维线型高分子，要想提高碳纳米管的长度，唯一的途径就是尽可能地提高其催化剂活化概率。

该团队充分发挥材料制备和化工技术学科交叉的优势，在设备、工艺方面进行大量改进和创新，首次将生长每毫米长度碳纳米管的催化剂活化概率提高到99.5％以上，最终成功制备出单根长度超过半米的碳纳米管。

碳纳米管有着极高的拉伸强度、杨氏模量和断裂伸长率。例如，单位质量碳纳米管的拉伸强度是钢铁的276倍，远超其他材料。由于碳纳米管自身质量极小，却拥有高出钢铁数百倍的拉伸强度，被认为是制造太空“天梯”的理想材料。

《科学美国人》杂志曾提出一种诱人的梦想：利用碳纳米管制作太空“天梯”，可以使人类沿着“天梯”直接从地球通往太空。英国的一项测算显示，用太空升降舱运送一个人和行李的费用仅相当于用航天飞机运送费用的0.25%。同时，太空升降舱上天不需要携带大量燃料，预计所耗能量不过为宇宙飞船发射的1%。2005年3月23日，美国宇航局正式宣布太空“天梯”已成为世纪挑战的首选项目。

然而，实现太空“天梯”梦想的前提是批量制备出单根长度在米级甚至千米级以上的碳纳米管。自从1991年碳纳米管被正式报道以来，全世界的研究者为提高长其度进行了大量艰辛的探索。然而一直到2009年，碳纳米管的最大长度只有18.5厘米，限制了碳纳米管的实际应用。（百川）

来源：中国化工报

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